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El retrato perfecto del planeta perfecto

Puede que Saturno solo pueda considerarse el planeta perfecto desde un punto de vista simplemente estético, pero este ya es suficiente mérito. Su imagen nunca falta allí donde se dibujan planetas. Es el más popular entre los niños (al menos en una pequeña muestra personal). ¿Y quién no recuerda aquel Groenlandia de los Zombis donde Bernardo Bonezzi, con sus 13 añitos, buscaba en los anillos de Saturno? Si Saturno no existiera, posiblemente los astrónomos discutirían hasta qué punto sería posible que los anillos de los planetas gigantes gaseosos pudieran alcanzar semejantes cotas de tamaño y espectacularidad.

Espectacularidad es precisamente lo que rebosa esta nueva imagen de Saturno captada por el telescopio espacial Hubble el pasado junio y publicada la semana pasada:

Saturno, fotografiado por el Hubble el 20 de junio de 2019. Imagen de NASA, ESA, A. Simon (Goddard Space Flight Center), and M.H. Wong (University of California, Berkeley).

Saturno, fotografiado por el Hubble el 20 de junio de 2019. Imagen de NASA, ESA, A. Simon (Goddard Space Flight Center), and M.H. Wong (University of California, Berkeley).

Si ya están tan acostumbrados a la imagen de nuestro planeta anillado que nada realmente les impresiona, piénsenlo dos veces. No siempre los anillos se aprecian en esta perspectiva inclinada hacia nosotros y que los hace relumbrar como aros de plata. Piensen que en realidad esa especie de LP brillante no es algo sólido –como creía en 1655 su descubridor, Christiaan Huygens–, sino que está formado por muchillones de trozos, un 95% de hielo y un 5% de roca; en realidad la mayoría es espacio vacío.

Pero piensen además en lo distinto que aparece Saturno respecto a lo que conocemos en nuestro propio planeta, con ese aspecto de peonza girando a toda velocidad que en realidad no es tal; las bandas y ese color amarillento se dibujan por una combinación de las reacciones fotoquímicas en la atmósfera, los vientos y las nubes de distinta composición a diferentes altitudes: cristales de amoniaco congelado arriba, hidrosulfuro de amonio y posiblemente agua más abajo.

Por si todo esto fuera poco, fíjense en el polo norte: esta imagen perfecta también nos muestra otro de los alucinantes misterios de Saturno, su coronilla hexagonal, formada por corrientes de gases a alta velocidad y que fue observada por primera vez por la sonda Voyager 1 en 1981. En ese hexágono cabrían cuatro Tierras. No hay otro igual en el polo sur.

Por último, no olvidemos que lo mostrado en esa foto se encontraba en ese momento a 1.360 millones de kilómetros de nosotros; unas 3.500 veces más lejos que la Luna, más de un millón de veces la distancia de Madrid a París.

Y pese a lo conocido y doméstico que pueda parecernos el planeta de los anillos, muchos de sus secretos continúan manteniendo ocupados a los científicos. Hace ahora dos años nos despedíamos de Cassini, la sonda que voló durante casi 20 años por el espacio para ofrecer a la ciencia un tesoro de datos e imágenes sin precedentes sobre Saturno y sus lunas. Gracias a los datos de Cassini se pudieron estimar con precisión la masa de los anillos y su composición. Calculando durante cuánto tiempo habrían debido estar expuestos a la contaminación procedente del polvo y los micrometeoritos para resultar en su composición actual, los científicos concluyeron que los anillos apenas tenían unas decenas de millones de años; se habrían formado durante la era de los dinosaurios.

Pero ahora, la edad de los anillos ha vuelto a ser cuestionada. Un nuevo estudio publicado en Nature Astronomy analiza otros datos para llegar a la conclusión de que en realidad los anillos podrían ser tan viejos como el propio Sistema Solar. En resumen, los autores sugieren que en los anillos se produce un movimiento hacia el exterior de las partículas que los invaden, como si contaran con un sistema de autolimpieza; lo que hace que parezcan más nuevos de lo que realmente son.

No es ni mucho menos el único enigma que aún oculta Saturno. Y entre ellos, persiste uno de los más clásicos y recurrentes siempre que volvemos la vista hacia el firmamento: ¿puede haber por allí algo parecido a la vida? Como veremos otro día, ni es descabellado pensarlo, ni quizá estemos demasiado lejos de la respuesta.

Bien, agua en otro exoplaneta. ¿Habitable? Siguiente noticia…

Antes de que nadie se ofenda o se altere, una aclaración. Cuando un equipo de investigadores logra curar el alzhéimer en ratones (simulado por los propios experimentadores, ya que los roedores no padecen este mal), se trata de una noticia de notable calado científico que merece destacarse en los medios especializados. Pero si se presenta al público a bombo y platillo como un gran paso hacia la cura del alzhéimer, es algo parecido a una trampa, ya que hasta ahora ninguna de las curas del alzhéimer en ratones ha funcionado en humanos.

Del mismo modo, saber que se ha detectado agua en la atmósfera de un exoplaneta posiblemente habitable –ahora hablaremos de esto– es una primicia que los científicos interesados en la materia aplauden. Pero presentarlo como se está haciendo es tan engañoso como lo de la cura del alzhéimer.

Este es el resumen de la noticia. Dos estudios independientes, dirigidos respectivamente por la Universidad de Montreal (Canadá) y el University College London (UCL) (el primero aún no se ha publicado formalmente, mala suerte para los canadienses), han rastreado los datos del telescopio espacial Hubble y han descubierto la firma espectroscópica del agua en la luz del exoplaneta K2-18b, descubierto en 2015 por el telescopio espacial Kepler. K2-18b es posiblemente una “supertierra”, un planeta posiblemente rocoso de ocho veces la masa terrestre y casi tres veces su radio que orbita en torno a la estrella enana roja K2-18, a unos 111 años luz de nosotros. Según el análisis clásico de la distancia a su estrella, K2-18b caería dentro de la denominada zona habitable, y es la primera vez que se detecta la presencia de agua en la atmósfera de un planeta en zona habitable.

Ilustración artística del exoplaneta K2-18b. Imagen de ESA / Hubble, M. Kornmesser.

Ilustración artística del exoplaneta K2-18b. Imagen de ESA / Hubble, M. Kornmesser.

Ahora bien, el hecho de que K2-18b ocupe la zona habitable de su estrella no lo convierte de por sí en un planeta realmente habitable. Para empezar, no hay pruebas de que tenga una superficie rocosa. Por sus características conocidas, los astrónomos aún dudan si situarlo en la categoría de supertierras o en la de subneptunos, ya que podría tratarse de un gigante de hielo similar a Neptuno.

En Twitter, la exoplanetóloga Laura Kreidberg, que no ha participado en los nuevos estudios, apuntaba que la composición atmosférica conocida de K2-18b permite estimar una presión atmosférica en la superficie de unos 10 kilobares, unas 10.000 veces mayor que la terrestre, y una temperatura de unos 3.000 kelvins, más de 2.700 grados centígrados. En resumen, condiciones del todo incompatibles con la vida tal como la conocemos (y no está nada claro que otra sea biológicamente posible, 1, 2 y 3). “La habitabilidad de este planeta se está exagerando en la prensa”, dice Kreidberg.

El apunte de Kreidberg refleja una tendencia ahora en alza: numerosos científicos están comenzando a analizar las condiciones de habitabilidad de los exoplanetas desde una perspectiva mucho más amplia que la simple distancia a la estrella y la luminosidad de esta. Y como he explicado aquí anteriormente, al hacerlo están encontrando que un planeta realmente habitable requiere toda una lista de raros requisitos que se cumplen en el caso de la Tierra, pero que será difícil encontrar en otros mundos.

Por último, y para situar también la noticia en su contexto, debería señalarse cuán raro o frecuente es encontrar la presencia de agua en un planeta. Y para ello conviene hacerse una pregunta: ¿cuántos planetas de nuestro Sistema Solar contienen agua?

La respuesta: todos. Y también los planetas enanos, asteroides, cometas…

Sí, es cierto que en Venus hoy el agua es solo residual, aunque fue abundante antes de sufrir el catastrófico efecto invernadero que lo convirtió en la roca asfixiante y ardiente que es hoy. Pero el mensaje a tener en cuenta es que la presencia de agua en un planeta es probablemente lo normal; lo raro es lo contrario.

Anteriormente ya se ha detectado agua en varios exoplanetas gaseosos gigantes, como señalan los propios investigadores del UCL en su nuevo estudio: “En la pasada década, observaciones desde el espacio y desde tierra han descubierto que el H2O es la especie molecular más abundante, después del hidrógeno, en las atmósferas de los planetas extrasolares calientes y gaseosos”. Otros estudios ya habían calculado también que el agua será abundante en los exoplanetas de tipo terrestre.

Todo lo anterior no quita ni un ápice de relevancia a los estudios, faltaría más. Pero sí a la manera como se están presentando en los medios, como advierte Kreidberg. La detección de agua en un exoplaneta que no es un gigante gaseoso es una primicia científica, pero ni es la primera vez que se detecta agua en un exoplaneta, ni desde luego K2-18b parece ser de ningún modo “el mejor candidato a exoplaneta habitable”.

Los “Óscar de la ciencia” premian la primera foto de un agujero negro

El regreso de las vacaciones viene cada año con sus sempiternas rutinas: la vuelta al cole, el reingreso a la vida laboral, los anuncios de fascículos en televisión, la cuenta bancaria agonizando de inanición… Y para los que nos dedicamos a contar lo que pasa en el mundo de la ciencia, es temporada de premios. En un mes conoceremos quiénes añadirán a su lista de credenciales en la Wikipedia los laureles del Nobel. Pero por el momento, esta semana tenemos un enjundioso aperitivo con los Premios Brealthrough.

Enjundioso, porque en realidad los Breakthrough son mucho más que un aperitivo. De hecho, hoy son los premios científicos más sustanciosos del mundo, con una dotación de tres millones de dólares por galardón que triplica la de los Nobel. Por supuesto, los premios suecos continúan y continuarán siendo la cumbre soñada por todo científico (que trabaje en alguna de las categorías incluidas, claro). Pero en solo ocho ediciones, los Breakthrough han conseguido convertirse en un importante indicador en el cuadro de mandos de la actualidad científica.

Además de su generosa dotación, una clave del éxito de los Breakthrough es precisamente casi todo aquello que los diferencia de los Nobel. Frente a la pompa decimonónica de los premios suecos, con su olor a roble viejo, sus cascos de plumas y sus trajes de pingüino, los Breakthrough se presentan como “los Óscar de la ciencia”, y esta comparación basta para entender su carácter. La preferencia por uno u otro estilo puede ir en gustos, pero frente al arcaicismo de los Nobel, los Breakthrough son los premios de la era de internet, como corresponde a los nombres que los impulsan: Sergey Brin, Priscilla Chan, Mark Zuckerberg, Ma Huateng, Yuri y Julia Milner, o Anne Wojcicki.

También esta diferencia de estilo afecta al hecho de que los Breakthrough suelen concederse más en caliente que los Nobel, a hallazgos más recientes en el tiempo, premiando más los avances por sus posibilidades futuras que por las ya demostradas. Aunque Alfred Nobel consignó en su testamento que sus premios debían concederse a los descubrimientos más importantes del año precedente, lo cierto es que los Nobel tienden a distinguir hallazgos de hace varias décadas, y a menudo se ven lastrados por lo que parece una necesidad de otorgar premios escoba a trabajos que hasta ahora habían quedado sin reconocimiento. Los medios no especializados suelen presentar cada año los fallos de los Nobel como si premiaran ciencia de vanguardia, pero por lo general suele ser más bien de retaguardia –o más propiamente, de fondo de armario–, siempre que sus frutos hayan sido de gran trascendencia hasta el día de hoy.

Sin embargo y en lo que respecta a los premios de Física, este año la actualidad científica se lo ha puesto muy fácil a los jurados. El Breakthrough en esta categoría se ha concedido a los investigadores del Event Horizon Telescope (EHT), una colaboración internacional que ha empleado una red de telescopios para lograr la primera fotografía de un agujero negro.

Imagen del agujero negro supermasivo en el centro de la galaxia M87 resuelta por la red Event Horizon Telescope.

Imagen del agujero negro supermasivo en el centro de la galaxia M87 resuelta por la red Event Horizon Telescope.

El pasado 10 de abril todos los medios, incluyendo este blog, contaron la que hasta ahora ha sido la noticia científica más resonante de 2019. Más allá de su importancia, el hecho de que la noticia fuera gráfica le garantizaba el acceso a todos los telediarios, donde a menudo parece que algo no existe si no lleva foto.

Pero el Breakthrough es, además, un premio adaptado a una época en que la ciencia suele ser un esfuerzo colectivo, mientras que los Nobel siguen anclados a la idea obsoleta del genio individual. El premio lo recogerá el director de la colaboración EHT en el Centro de Astrofísica Harvard-Smithsonian, Shep Doeleman, pero el importe de tres millones de dólares se repartirá equitativamente entre los 347 investigadores firmantes de los seis estudios que presentaron los resultados. Así, cada uno de ellos tocará a algo más de 8.600 dólares. Y aunque la cantidad no sea como para bañarse en billetes, el hecho de que los y las becarias predoctorales vayan a percibir lo mismo que sus jefes y jefas es también un reconocimiento tan inusualmente raro como habitualmente merecido.

En lo que respecta al dólar, más suerte van a tener los premiados en Ciencias de la Vida y en Matemáticas, que serán menos a repartir. En la primera categoría se conceden cuatro premios, que este año irán respectivamente al genetista molecular Jeffrey Friedman por su descubrimiento de la hormona leptina y su papel en la obesidad, a los bioquímicos Franz-Ulrich Hartl y Arthur Horwich por sus hallazgos sobre el plegamiento de proteínas en la célula –un mecanismo implicado en enfermedades como las neurodegenerativas–, al fisiólogo David Julius por sus estudios sobre los mecanismos celulares y moleculares del dolor, y a la bioquímica Virginia Man-Yee Lee por sus descubrimientos de ciertos mecanismos moleculares implicados en las enfermedades neurodegenerativas.

En cuanto a la categoría de Matemáticas, cada año solo se concede un Premio Breakthrough, que en este caso ha sido para Alex Eskin, por sus descubrimientos en geometría que incluyen un trabajo desarrollado en colaboración con la iraní Maryam Mirzakhni (fallecida en 2017, por lo que no podrá recibir el premio) que resuelve un curioso problema: ¿puede un rayo de luz en una habitación cubierta de espejos alcanzar todos los puntos de la misma? Eskin y Mirzakhni demostraron que en habitaciones poligonales cuyos ángulos son fracciones de números enteros existe un número finito de puntos que no quedarían iluminados.

Por último, los Breakthrough conceden también seis premios denominados New Horizons y dotados cada uno con 100.000 dólares, tres en Física y tres en Matemáticas, a científicos jóvenes que ya han logrado avances notables; una buena manera de promocionar la consolidación de las carreras incipientes y prometedoras.

En resumen, el logro conseguido por la colaboración EHT podría dar pie a uno de esos raros casos en los que el Nobel se concede a ciencia de actualidad, como ocurrió en 2013 con la concesión del premio de Física a Peter Higgs y François Englert por el hallazgo largamente esperado del bosón de Higgs. Claro que, como también sucedió entonces, las arcaicas normas de los Nobel obligarían a seleccionar a un máximo de tres premiados. Es decir, que en este caso, 344 investigadores participantes en el hallazgo quedarían sin reconocimiento.

Sin señales de vida alienígena inteligente en 1.327 estrellas cercanas

Hasta 1960 tenía sentido pensar que el universo podía estar lleno de gente; entendiendo por “gente” otros seres con los cuales pudiéramos llegar a comunicarnos de igual a igual. Aquel año fue cuando por primera vez se apuntó una antena hacia el cielo en busca de señales procedentes de otras estrellas. Era como encender la radio por primera vez. Y bien podría haber ocurrido que, al hacerlo, de repente el aparato se hubiera llenado de emisiones alienígenas cuya existencia hasta entonces nos era desconocida.

Sin embargo, no fue esto lo que sucedió, sino todo lo contrario. Aparte de una o dos señales cuya naturaleza no se ha logrado determinar, pero que no han vuelto a repetirse, en 59 años de búsqueda no se ha detectado absolutamente nada que sugiera un origen artificial. De las grandes expectativas de los primeros tiempos, con sus historias de ovnis y sus ficciones alienígenas, se ha pasado a lo que ahora se llama el Gran Silencio: no se recibe nada. No se capta nada. El universo está callado como una tumba. Como si estuviéramos solos. Entonces, ¿por qué cuesta tanto aceptar que simplemente tal vez lo estemos?

El observatorio Parkes, en Australia. Imagen de CSIRO / Wikipedia.

El observatorio Parkes, en Australia. Imagen de CSIRO / Wikipedia.

Posiblemente, el hecho de que una gran parte de la población siga creyendo en un universo lleno de gente se deba en parte a que, en esta cuestión, las malas noticias no suelen divulgarse demasiado. Cada vez que se descubre un exoplaneta “habitable” se le da hueco hasta en los telediarios, incluso si, como he explicado recientemente (aquí, aquí y aquí), a estas alturas ya debería considerarse incorrecto y engañoso llamar “habitable” a un planeta solo porque sus temperaturas previstas toleren la existencia de agua líquida; hasta ahora no se conoce ni un solo planeta que realmente pueda considerarse tan habitable como el nuestro.

Y por el contrario, no suelen contarse las investigaciones cuyos resultados son negativos, aquellas que siguen extinguiendo la esperanza de encontrar a alguien más en el universo. Por ejemplo, cada vez que se anuncia uno de estos nuevos exoplanetas “habitables”, los investigadores dedicados a los proyectos SETI (Búsqueda de Inteligencia Extraterrestre, en inglés) suelen orientar sus antenas hacia ellos en busca de alguna posible señal de radio. Y hasta ahora, en todos estos casos los resultados han sido negativos.

Quizá estas noticias negativas deberían divulgarse más para que la visión pseudocientífica no cunda tanto entre la población. La pseudociencia de los aliens y los ovnis no es de las que matan, como sí lo hacen otras; pero puede abrir el camino a las que sí lo hacen. Armar el pensamiento contra las pseudociencias, todas, puede ser una vía para evitar las que sí son potencialmente muy dañinas.

Aquí viene una de esas noticias sobre la vida en el universo que no se contará en los telediarios: el mayor rastreo de la historia en busca de señales con un posible origen inteligente ha inspeccionado hasta ahora 1.327 estrellas cercanas. Y se ha cerrado con las manos vacías: no se ha encontrado absolutamente nada.

La investigación es obra de Breakthrough Listen, una de las ramas de las Iniciativas Breakthrough, el programa fundado por el millonario israelí-ruso Yuri Milner. Desde que hace décadas EEUU suspendió la financiación pública de los proyectos SETI, estos rastreos de señales alienígenas inteligentes se sostienen exclusivamente con fondos privados. Con el fin de dar a estas búsquedas un buen empujón que por fin consiguiera acercarnos a una hipotética civilización extraterrestre, en 2015 Milner –con el apoyo del fallecido Stephen Hawking– destinó 100 millones de dólares a emprender un extenso rastreo.

Esta campaña del Breakthrough Listen, que emplea los radiotelescopios de Green Bank en EEUU y de Parkes en Australia, tiene como objetivo inspeccionar un total de 1.702 estrellas cercanas hasta una distancia máxima de 160 años luz, lo cual debería ser suficiente para detectar alguna señal de origen inteligente, si existiera. Después de tres años de observaciones, el proyecto publica ahora los datos recogidos de una parte sustancial de esta muestra, 1.327 estrellas. Según han contado los responsables, esto supone el mayor conjunto de datos en la historia de los proyectos SETI.

El observatorio Green Bank, en Virginia Occidental (EEUU). Imagen de Jiuguang Wang / Flickr / CC.

El observatorio Green Bank, en Virginia Occidental (EEUU). Imagen de Jiuguang Wang / Flickr / CC.

Pero en ninguna parte de este inmenso volumen de datos, que los responsables del proyecto equiparan a 1.600 años de música en streaming, ha aparecido nada que sugiera un origen inteligente. “Hemos examinado miles de horas de observaciones de estrellas cercanas a través de miles de millones de canales de frecuencias”, dice el director del proyecto en el observatorio Parkes, Danny Price. “No hemos encontrado ninguna prueba de señales artificiales externas a la Tierra, pero esto no significa que no haya vida inteligente ahí fuera; puede que aún no hayamos mirado en el lugar correcto, o que no hayamos profundizado lo suficiente para detectar señales débiles”.

En cualquier caso, el Breakthrough Listen no solo no se rinde, sino que en los próximos años va a intensificar sus esfuerzos. Con la participación de otros observatorios como el MeerKAT de Sudáfrica, se propone rastrear un millón de estrellas cercanas, todo el plano de nuestra galaxia y otras 100 galaxias próximas, no solo en la banda de radio, sino también en el espectro óptico para buscar posibles señales de láser, además de utilizar sistemas de inteligencia artificial para examinar cualquier tipo de fenómeno astrofísico que no sea fácilmente explicable por causas naturales.

Esperemos que de todo esto surja algo. De no ser así, no solamente habría que recordar aquella cita de Carl Sagan en Contact, “¡cuánto espacio desperdiciado!”, por no hablar de los 100 millones de Milner; sino que además pocas dudas cabrían ya de que sería conveniente abrir la puerta grande de las pseudociencias a la creencia en la vida alienígena inteligente.

¿Otra vida (alienígena) es posible? 1: Piedras pensantes y fantasmas

Como comencé a explicar ayer, una de las premisas que dan pie a la idea extendida de un universo rebosante de vida es que esta no tiene por qué ser algo ni remotamente parecido a lo que conocemos aquí en la Tierra. Puede ser tan extraña que incluso nos cueste reconocerla como vida, suele decirse. Y por lo tanto, las condiciones en las que podría prosperar pueden ser tan exóticas y ajenas a nuestro concepto de habitabilidad como se quiera: no hay límites.

Pero ¿es así?

La ciencia ficción dura, la de mayor contenido científico, ha jugueteado mucho con esta idea. Uno de los ejemplos más extremos podemos encontrarlo en la Saga de los Cheela, escrita en los años 80 por el físico estadounidense Robert L. Forward. En sus dos novelas Huevo del dragón y Estrellamoto, Forward creaba un mundo habitado sobre una estrella de neutrones; no cerca de, sino sobre. Difícilmente puede imaginarse un entorno más hostil para la vida que este, un astro cuya gravedad es 67.000 millones de veces más fuerte que la terrestre, con una atmósfera de vapor de hierro y donde la química se produce por la unión entre núcleos atómicos mediante fuerza nuclear fuerte en lugar de la interacción electromagnética de nuestros átomos.

En el mundo de Forward, comenzaba a surgir algo parecido a moléculas con capacidad autorreplicativa, para después dar origen a seres vivos: los cheela, una especie de diminutos discos de medio milímetro de grosor y cinco milímetros de diámetro que no solo reúnen todos los atributos de la vida, sino que además son inteligentes.

Las novelas de Forward fueron y siguen siendo muy apreciadas entre los aficionados a este subgénero duro. Pero aunque su propuesta de vida alienígena exótica resultara muy interesante como juego mental de astrofísica –Forward se inspiró, de hecho, en ideas del astrónomo Frank Drake, fundador de los proyectos SETI o Búsqueda de Inteligencia Extraterrestre–, ¿realmente tiene algún sentido desde el punto de vista biológico?

Por el momento, dejemos aparte la cuestión de la inteligencia, obligatoria para que las novelas de Forward pudieran tener una trama, pero que obviamente no es un requisito para aceptar sus ficticias criaturas como seres vivos. Diminutos discos de hierro que se deslizan sobre su planeta, se reproducen y eventualmente desaparecen, ¿pueden calificarse como vida “tal como no la conocemos”?

Así llegamos al principal problema, y es cómo definir la vida. En la EGB, hoy Primaria, aprendíamos que seres vivos son los que nacen, crecen, se reproducen y mueren. Pero aunque se trate de una buena definición para la comprensión de un niño, no es científicamente válida. Como decía hace años un editorial en la revista Astrobiology Magazine de la NASA, hay cosas que nacen, crecen, se reproducen y mueren, y que no consideramos seres vivos. Un cristal nace, crece, puede reproducirse y eventualmente desaparecer, e incluso moverse en respuesta a estímulos. Pero es una piedra, no un ser vivo. ¿Qué hay de un programa de ordenador? ¿Un incendio forestal? Como notaba aquel artículo, la definición de la vida para un biólogo podría diferir mucho de la de un físico teórico.

Hoy seguimos sin tener una definición común y universalmente aceptada para distinguir lo que está vivo de lo que no. Es más: en aquel artículo, la filósofa Carol Cleland comentaba su entonces reciente estudio teórico en el que argumentaba que tratar de definir la vida es un error, ya que las definiciones nos informan solo sobre el significado de las palabras, y no sobre la naturaleza de lo que representan esas palabras en la realidad (el físico Richard Feynman decía algo parecido sobre la definición de “pájaro”). Según Cleland, lo que necesitamos no es una definición de la vida, sino una teoría general de los sistemas vivos.

Actualmente suele considerarse a algo un ser vivo cuando reúne atributos como crecimiento, metabolismo, homeostasis (regulación de su equilibrio interno), organización, reproducción, adaptación en respuesta a su entorno (lo que incluye evolución y selección natural) y respuesta a estímulos. Pero como hemos visto, cosas que claramente catalogamos como no vivas pueden mostrar algunas de estas funciones. Otras caminan en la frontera; por ejemplo, no hay unanimidad sobre si los virus son o no seres vivos.

Pero con todo lo valiosos y sólidos que resultan argumentos como el de Cleland, lo cierto es que tal vez llegue algún día en que necesitemos una definición concreta de la vida para juzgar si algo hallado en otro planeta puede o no considerarse vivo.

Hace algo más de dos décadas surgió una controversia sobre ciertos restos encontrados en un meteorito marciano. Algunos científicos defendían que eran microfósiles de bacterias, mientras que para otros se trataba simplemente de estructuras de origen geológico. El debate nunca terminó de resolverse, aunque generalmente se acepta que las pruebas eran insuficientes para certificar el hallazgo de microfósiles marcianos (y por cierto, este mismo año se ha reavivado la discusión con otro caso similar).

Estructuras propuestas como microfósiles en el meteorito marciano ALH84001. Imagen de NASA.

Estructuras propuestas como microfósiles en el meteorito marciano ALH84001. Imagen de NASA.

Pero como en aquel genial sketch de Monty Python del ex-loro, nadie discutía entonces si aquellos depósitos estaban o no vivos ahora; la discusión estribaba en si en otro tiempo habían representado seres vivos. No había la menor duda de que hoy son piedras. Incluso sin una definición adecuada de la vida, no hay discusión sobre la distinción entre una piedra y un ser vivo. Si algún día llega a descubrirse en otro planeta algo sobre lo cual un estudio profundo y riguroso deje a los científicos con la duda de si es una piedra o un ser vivo, probablemente se trate de lo primero. Podrá ser un fenómeno geológicamente interesante, pero no será biológicamente interesante.

Y si sobre una estrella de neutrones existieran diminutos discos de hierro que nacen, crecen, se reproducen y mueren, probablemente los consideraríamos piedras, no seres vivos, tal como los cristales de nuestras cuevas. Así pues, si en un entorno inimaginablemente hostil llegara a encontrarse algo inimaginablemente raro que llegara a proponerse como vida radicalmente diferente a la que conocemos hasta ser irreconocible como tal, lo mínimo que puede aventurarse es que para muchos científicos simplemente no sería vida, sino alguna clase de interesante fenómeno físico-químico.

Cristales gigantes de yeso en la cueva de Naica, en México. Imagen de Alexander Van Driessche / Wikipedia.

Cristales gigantes de yeso en la cueva de Naica, en México. Imagen de Alexander Van Driessche / Wikipedia.

Pero no olvidemos un detalle, y es que los Cheela de Forward eran inteligentes. En realidad, todo el argumento de las novelas se sustenta en el hecho de que aquellos seres alienígenas pensaban; de este modo nadie dudaría de que están vivos. Pero aquí es donde Forward abandona la ciencia ficción para entrar en el reino de la fantasía: una pastilla de hierro no puede pensar. No existe nada en la biología que pueda sustentar semejante idea; la biología también tiene sus límites, como la física y la química de las que deriva. Y si un físico tuerce el gesto cuando los personajes de Star Wars se sienten grávidos a bordo del Halcón Milenario, porque la física no funciona así, un biólogo lo tuerce ante la idea de piedras que piensan, porque la biología no funciona así.

Pero con las piedras pensantes no se cierra el capítulo de las propuestas fantasiosas sobre vida extrema radicalmente distinta a como la conocemos. Otro caso frecuente en la ciencia ficción ha sido tratado por autores tan serios como Arthur C. Clarke: los seres no materiales, formados por una especie de energía que chorrea y se mueve a voluntad por el universo.

Pero en la Tierra ya tenemos una palabra para eso: fantasmas. Y dado que hasta ahora nadie ha logrado presentar pruebas fehacientes de su existencia –y no será porque muchos no lo hayan intentado–, algunos preferimos ceñirnos a aquella idea de Carl Sagan, quien aseguraba no tener manera posible de demostrar que en su garaje no se escondía un dragón invisible e indetectable.

Aparte de todo lo anterior, existe otra segunda visión sobre la vida alienígena “tal como no la conocemos”, una menos extrema y con los pies más en el suelo: la que propone bioquímicas alternativas a la nuestra, como los seres vivos basados en el silicio en lugar del carbono. ¿Tiene esto algo más de sentido biológico? Mañana seguimos.

Dos ideas infundadas sobre la vida en el universo

Hace unos días, un programa de radio abría una encuesta entre sus oyentes: los acusados en el juicio del proceso catalán, ¿han cometido delito de rebelión o de sedición? Se me ocurrió pensar: ¿cómo osaría yo pronunciarme sobre semejante cosa? Para mí tanto podrían haber cometido rebelión o sedición como allanamiento, estupro, brujería, phishing, bullying, mobbing, coworking, spinning, o nada de lo anterior. Pero sí, los oyentes osaban. Y la encuesta no distinguía entre expertos en leyes, que los habría, o en ebanistería húngara medieval.

Y si esto se aplica a algo completamente artificial y construido por el ser humano como son las leyes, ¿cómo no va a aplicarse a algo como la naturaleza, que no hemos hecho nosotros, sino que nos limitamos a intentar comprenderla, y sobre la cual aún ni siquiera podemos estar seguros de si es más lo que sabemos o lo que nos falta por saber? Sin embargo, también en esto hay cuestiones en las que todo el mundo osa.

Un ejemplo: la existencia de vida alienígena.

En concreto, la opinión más extendida dice que la vida tiene que ser algo muy común en todo el universo. Si ha surgido en la Tierra, ¿por qué no en cualquier otro lugar, dado que el nuestro no tiene por qué ser en ningún sentido un planeta excepcional? La vida es algo inevitable, dicen muchos, allí donde puede darse. Y esto, curiosamente, a pesar de que en realidad el argumento no viene avalado por ninguna prueba que conozcamos hasta ahora.

Es más: en la Tierra la vida ha sido inevitable… solo una vez a lo largo de más de 5.000 millones de años. Pero la biología no es una carrera de caballos, donde las apuestas se cierran una vez que se da la salida. Si es tan inevitable, ¿por qué no se ha producido cientos, miles o millones de veces? (Nota: sabemos por diferentes pruebas que todos los seres terrícolas que conocemos proceden de un único antepasado común; es decir, que la vida en la Tierra solo ha surgido una única vez).

Ilustración artística de la superficie del exoplaneta TRAPPIST-1f. Imagen de NASA / JPL-Caltech.

Ilustración artística de la superficie del exoplaneta TRAPPIST-1f. Imagen de NASA / JPL-Caltech.

Pero un momento: ¿no son los propios científicos quienes han defendido reiteradamente esta omnipresencia de la vida? Así que no se trata solo de la opinión de los expertos en ebanistería húngara medieval.

En efecto, es cierto. Tradicionalmente, el interés en la posible existencia de vida alienígena fue un campo impulsado sobre todo por físicos y matemáticos. Dado que aún no conocemos vida alienígena y no pueden existir expertos en algo que no conocemos (y que la astrobiología se inventó mucho más tarde), parecía razonable preguntar a los expertos en conjeturas, como los físicos y los matemáticos. Y si nos atenemos a las conjeturas, parece mucho más probable que el nuestro sea un planeta normal en el que ha surgido la vida normalmente, según dicta el principio de mediocridad: una cosa elegida al azar de entre muchas tiende a un perfil promedio de esas muchas.

Pero hay algo que ha enturbiado el debate: durante décadas ha existido un cierto pudor intelectual en torno a la posible excepcionalidad de la Tierra y de la vida terrestre. Para algunos, reconocerle a la Tierra un carácter extraordinario sería como hacer una concesión al diseño inteligente, mientras que para otros supondría aceptar el principio antrópico, que el universo existe porque nosotros estamos aquí para observarlo.

Sin embargo, si por algo debe distinguirse la ciencia es por no dejarse condicionar por esquemas ideológicos preconcebidos (o ni siquiera intelectuales): si las observaciones revelan que ciertas constantes del universo, que en principio podrían tomar cualquier valor, parecen extrañamente ajustadas a los valores precisos que permiten la existencia del propio universo, de la materia y de la vida, no puede negarse el hecho simplemente porque pueda dar cierta cancha al creacionismo y al diseño inteligente. Si se oyen ruidos en el sótano y no hay nadie allí, negar los ruidos solo porque uno no cree en fantasmas es tan absurdo como atribuirlos a fantasmas antes de haber descartado absolutamente todas las posibles explicaciones no sobrenaturales. En el caso del ajuste fino del universo, lo más obvio es manejar la hipótesis del multiverso: de todos los universos surgidos, solo aquellos en los que esas constantes han tomado por azar ciertos valores concretos son los que prosperan.

Algo similar ocurre con la aparición de la vida: aunque sin duda aún es pronto para hablar de un cambio de tendencia, lo cierto es que cada vez parecen ser más los científicos que comienzan a abandonar el principio de mediocridad para apoyar la hipótesis contraria, que la Tierra es un planeta más excepcional de lo que sospechábamos. Y que, como quizá ocurra con todos los universos del multiverso, solo en esos raros planetas excepcionales como la Tierra, donde por puro azar se ha producido un afortunado jackpot de numerosas variables independientes entre sí, puede haber surgido la vida.

Recientemente he ido contando algunos de esos estudios que apoyan la excepcionalidad de la Tierra. Hace ya más de una década, quienes nos dedicamos a esto escribíamos que era inminente el momento en el que se encontraría un planeta gemelo del nuestro. Pero el tiempo no ha dado la razón a esta idea, sino que aún seguimos esperando: de los más de 4.000 exoplanetas ya conocidos, ni uno solo parece ser la versión 2.0 de la Tierra.

Es más, ninguno de ellos parece reunir todas las condiciones que hasta ahora se han planteado como las adecuadas para la presencia de vida, al menos vida compleja: el único que podría tener un campo magnético potente como el nuestro, Kepler-186f, necesitaría niveles letales de CO2 para mantener una temperatura habitable, como concluía un estudio que conté hace unos días. Aunque probablemente el gemelo terrestre acabará apareciendo tarde o temprano, no será un planeta mediocre, sino uno tan excepcional como el nuestro, único entre miles.

Representación artística de Kepler-186f. Imagen de NASA Ames/SETI Institute/JPL-Caltech.

Representación artística de Kepler-186f. Imagen de NASA Ames/SETI Institute/JPL-Caltech.

Como ya he explicado aquí, esas condiciones de habitabilidad que van proponiendo diversos estudios son ya bastante numerosas. Ahora se añade una más: si solo recientemente ha comenzado a apreciarse que no basta con lo que hay en su superficie para hacer a un planeta habitable, sino que también intervienen su estructura y composición interiores y la historia de su evolución, un nuevo estudio viene a añadir que tampoco basta simplemente con las características del propio planeta, sino que es toda la configuración de su Sistema Solar la que debe ser adecuada para que se produzca esa rara conjunción de factores necesarios para la vida.

El estudio, que según ha anunciado el Instituto SETI (siglas en inglés de Búsqueda de Inteligencia Extraterrestre) se publicará próximamente en la revista The Astronomical Journal, detalla los resultados de la mitad de las observaciones que el instrumento Gemini Planet Imager (GPI), perteneciente al telescopio Gemini South en Chile, ha recogido durante cuatro años. Este rastreo ha buscado planetas gigantes como Júpiter o Saturno en 531 estrellas cercanas y jóvenes. Para sorpresa de los investigadores, los datos muestran que estos planetas gigantes en torno a estrellas similares al Sol son más raros de lo que se pensaba.

Y respecto a lo que puede concluirse del estudio, esto es lo que dice su coautor Franck Marchis, del Instituto SETI: “Sospechamos que en nuestro Sistema Solar Júpiter y Saturno esculpieron la arquitectura final que influye en las propiedades de los planetas terrestres como Marte y la Tierra, incluyendo los elementos básicos para la vida como el transporte de agua y las tasas de impactos [de asteroides]”.

Y añade: “Un sistema planetario con solo planetas terrestres y sin planetas gigantes será probablemente muy diferente al nuestro, y esto podría tener consecuencias sobre la posibilidad de la existencia de vida en algún otro lugar de nuestra galaxia”.

En otras palabras: los datos llevan a Marchis a admitir la posibilidad de que tal vez la vida sea un fenómeno muy raro en la galaxia, si lo habitual en otros sistemas estelares es que no exista ese equilibrio entre planetas terrestres (rocosos) interiores y gigantes gaseosos exteriores que en nuestro sistema ha propiciado la arquitectura correcta y los procesos que han dependido de ella, como el transporte de agua a la Tierra. No está de más mencionar que Marchis trabaja en un instituto cuya razón de ser es precisamente la búsqueda de inteligencia extraterrestre, así que no puede decirse que le mueva el interés de demostrar que no existe la vida alienígena. Pero los datos son los datos.

En resumen, la idea de que la Tierra es un lugar mediocre como cualquier otro del universo está comenzando a pasar para muchos científicos de simple conjetura infundada a hipótesis refutada por los datos.

Pero respecto a la vida alienígena siempre se apunta una coletilla, y es la existencia de vida “tal como la conocemos”. Por supuesto, creer que cualquier forma de vida deba ser parecida a las terrestres sería terracentrismo. Hace unos días daban en la 2 de TVE una de las películas más extrañas de ciencia ficción (si así puede llamarse) que he visto, en la que sendos dobles alienígenas de Juan y Junior, cantantes españoles de los años 60 y 70, suplantaban a los originales como primer paso de una invasión y colonización a gran escala. El exoplaneta de la película era tan idéntico a la Tierra que incluso sus habitantes humanos eran dobles exactos de los terrícolas.

Y por supuesto, si por el contrario la vida alienígena es muy diferente de la terrestre, también podrían serlo las condiciones que para ella resultan habitables. ¿No?

Pero lo cierto es que esta es la segunda idea infundada de quienes defienden un universo lleno de vida. Para que la vida pueda llamarse vida, tiene que cumplir una serie de requisitos mínimos que diferencian a algo vivo de algo que no lo está, como una piedra. Y tanto las opciones disponibles como las condiciones que las permiten están limitadas; en biología no todo vale. Como veremos mañana.

Muchos planetas “habitables” tienen niveles de gases tóxicos incompatibles con la vida compleja

Hace unos días contaba aquí que, frente al optimismo de muchos sobre cuándo un planeta puede considerarse habitable, las aportaciones de científicos de diversas disciplinas han reducido bastante esa supuesta franja de habitabilidad. Ya no se trata solo de que un exoplaneta, además de tener un suelo rocoso y una atmósfera, se encuentre a la distancia apropiada de su estrella como para que su superficie no sea ni ardiente ni gélida y pueda existir agua en forma líquida, lo que se conoce como la zona “Ricitos de Oro” (por la niña del cuento que no quería la sopa muy caliente ni muy fría).

A esta condición básica, distintos expertos han añadido como requisitos para la vida la existencia de un campo magnético, un nivel de radiación moderado, una rotación no sincrónica, la presencia de una química precisa, una evolución inicial favorable, una dinámica tectónica activa y un ciclo sostenible de carbonatos-silicatos. Recientemente un análisis de los datos de los exoplanetas rocosos conocidos estimaba que solo uno, Kepler-186f, podría tener un campo magnético potente; lo que, de ser cierto, enfría bastante las esperanzas de que alguno de los planetas ya descubiertos pueda albergar vida, o al menos vida compleja.

Ilustración del sistema TRAPPIST-1. Imagen de NASA/JPL-Caltech.

Ilustración del sistema TRAPPIST-1. Imagen de NASA/JPL-Caltech.

Ahora, un nuevo estudio viene a recortar aún más las posibilidades de vida compleja en los exoplanetas. Investigadores de varias instituciones de EEUU, incluyendo la NASA, se han planteado la siguiente cuestión: nuestro propio planeta depende de un potente efecto invernadero creado por el dióxido de carbono (CO2) para mantener temperaturas compatibles con la vida. También en lo que se refiere al CO2 hay una zona Ricitos de Oro: Marte y Venus tienen atmósferas compuestas sobre todo por este gas; pero mientras que la de Marte es muy tenue, dando como resultado un planeta gélido, la de Venus es aplastante, con un efecto invernadero catastrófico que convierte a este planeta en el más caliente del Sistema Solar. Y sin embargo, ambos están situados en la zona de habitabilidad del Sol; para un exoastrónomo que nos observara desde la distancia, Venus y Marte serían tan habitables como la Tierra.

El objetivo de los autores del estudio es evitar este error a la hora de valorar la habitabilidad de los exoplanetas. Según cuentan en su trabajo, la definición actual de la zona habitable de un planeta extrasolar contempla la existencia de un efecto invernadero que en buena parte de esa franja requiere concentraciones de CO2 incompatibles con la vida compleja terrestre. Es más, y dado que muchos de los exoplanetas descubiertos orbitan en torno a estrellas enanas rojas –las más abundantes de la galaxia–, los autores añaden que “el tipo y la intensidad de radiación ultravioleta de estas estrellas pequeñas y frías puede conducir a altas concentraciones de monóxido de carbono (CO), otro gas letal”.

Basándose en estos datos, los autores concluyen que en dos de las estrellas más próximas a nosotros y en las que residían buenas esperanzas de hallar vida, Proxima Centauri y TRAPPIST-1, la zona habitable simplemente no existe. En otras estrellas, estos condicionantes reducen seriamente la posible franja de habitabilidad, y dejan fuera de ella a ciertos planetas que parecían también prometedores; por ejemplo, Kepler-186f quedaría en una zona de excesiva toxicidad por CO2, como puede verse en el gráfico.

En esta figura, toda la zona coloreada marca la franja de habitabilidad tal como se entiende tradicionalmente, basada solo en la temperatura de la estrella y en su luz. De toda esta franja, solo la parte azul contiene concentraciones de CO y CO2 compatibles con la vida compleja. Las partes en amarillo y rojo claro señalan respectivamente las zonas con exceso de CO2 y CO, mientras que en la zona de rojo oscuro ambos gases están presentes en concentraciones letales.

Según el director del estudio, Timothy Lions, de la Universidad de California en Riverside, sus resultados indican que “los ecosistemas complejos como los nuestros no pueden existir en la mayoría de las regiones de la zona habitable tal como se define tradicionalmente”. Por su parte, el primer autor del estudio, Edward Schwieterman, dice: “Pienso que mostrar lo raro y especial que es nuestro planeta refuerza la necesidad de protegerlo”. Y añade: “Hasta donde sabemos, la Tierra es el único planeta del universo que puede sostener la vida humana”.

Naturalmente, esto no implica que la Tierra sea el único planeta del universo que puede sostener la vida en general. De hecho, ciertos microbios pueden prosperar perfectamente en atmósferas ricas en CO2 e incluso en CO. Los propios autores del nuevo estudio han publicado recientemente otro trabajo en el que muestran cómo la presencia de altos niveles de CO no es necesariamente un signo de un planeta sin vida; pero en estos casos la vida solo podría restringirse a formas simples microbianas sin posibilidad de que existan organismos multicelulares, descartando la existencia de una civilización inteligente.

En un futuro cercano, los nuevos telescopios van a permitir obtener firmas espectrales (por el espectro de luz) de la composición atmosférica de muchos exoplanetas. Sin duda estos estudios ayudarán a valorar con más precisión qué planetas poseen atmósferas realmente habitables y cuáles no. Pero por el momento, quizá no estaría de más que resultados como los de Schwieterman, Lions y sus colaboradores se tengan en cuenta a la hora de presentar los nuevos exoplanetas descubiertos como “habitables”. Sobre todo para evitar la falsa impresión de que los lugares habitables en el universo son muy abundantes; una idea que hoy, como mínimo, solo puede calificarse de infundada.

La radiación estelar, un arma de doble filo para la vida en otros planetas

La semana pasada, dos científicos del Instituto Carl Sagan de la Universidad de Cornell publicaban un interesante estudio con una conclusión sugerente: la alta irradiación estelar que reciben algunos de los exoplanetas descubiertos no sería un obstáculo para la supervivencia, ya que la Tierra logró engendrar vida a pesar de que en sus comienzos también estaba sometida a un elevado nivel de radiación del Sol.

En su estudio, publicado en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Lisa Kaltenegger y Jack O’Malley-James cuentan que Proxima-b, un planeta rocoso en la zona habitable de Proxima Centauri (una de las estrellas del sistema estelar más cercano a nosotros, Alfa Centauri), recibe 30 veces más radiación ultravioleta (UV) que la Tierra actual y 250 veces más bombardeo de rayos X.

En su día, estos datos desinflaron las expectativas de encontrar vida allí, ya que estos niveles de radiación se consideraban demasiado hostiles. Algo similar ocurre con otros exoplanetas potencialmente habitables que también orbitan en torno a enanas rojas, estrellas pequeñas, poco brillantes y templadas que suelen tener un comportamiento temperamental.

Kaltenegger y O’Malley-James han construido modelos de simulación computacional del ambiente de radiación UV en los cuatro exoplanetas habitables más próximos, Proxima-b, TRAPPIST-1e, Ross-128b y LHS-1140b, y con distintas composiciones atmosféricas para imponer diferentes grados de protección frente a los embates de sus estrellas, todas ellas enanas rojas. Al mismo tiempo, los dos investigadores simularon también las condiciones a lo largo de la historia de la Tierra, desde hace 3.900 millones de años hasta hoy.

Ilustración de un planeta habitable en la órbita de una estrella enana roja. Imagen de Jack O’Malley-James/Cornell University.

Ilustración de un planeta habitable en la órbita de una estrella enana roja. Imagen de Jack O’Malley-James/Cornell University.

Los resultados muestran que incluso en las peores condiciones atmosféricas y de irradiación, los exoplanetas analizados soportarían niveles de UV inferiores a los que experimentaba nuestro planeta hace 3.900 millones de años, cuando posiblemente la vida comenzaba a dar sus primeros pasos; unos primeros pasos que llegaron increíblemente lejos. “Dado que la Tierra temprana estaba habitada, mostramos que la radiación UV no debería ser un factor limitante para la habitabilidad de los planetas”, escriben los investigadores. “Nuestros mundos vecinos más cercanos permanecen como objetivos interesantes para la búsqueda de vida más allá de nuestro Sistema Solar”.

El estudio de Kaltenegger y O’Malley-James es sin duda un argumento a favor de que la vida pueda progresar en entornos más hostiles de lo que solemos imaginar (aunque no aborda otras agresiones como los rayos X). De hecho, sus implicaciones van aún más allá de lo que los autores contemplan, porque la radiación es una causa de variabilidad genética, el sustrato sobre el que actúa la evolución. La radiación mata, pero también muta: puede generar esporádicamente ciertas variantes genéticas que casualmente resulten en individuos mejor adaptados y en el primer paso hacia nuevas especies. Otro estudio reciente muestra que el sistema TRAPPIST-1 puede estar sometido a un intenso bombardeo de protones de alta energía; y una vez más, esto puede ser tan dañino para la vida como generador de diversidad.

Sin embargo, al leer el estudio es inevitable regresar al viejo problema, el principal: sí, la vida puede perdurar, pero para ello antes tiene que haber surgido. ¿Y cómo?

Hasta que un experimento logre reproducir a escala acelerada el fenómeno de la abiogénesis –un término elegante para referirse a la generación espontánea en tiempo geológico, la aparición de vida a partir de la no-vida–, o hasta que un algoritmo de Inteligencia Artificial sea capaz de simular el proceso, seguimos completamente a oscuras.

La especiación es un fenómeno continuo y abundante. La eclosión de seres complejos a partir de otros más sencillos es algo que ha ocurrido infinidad de veces a lo largo de la evolución, incluso cuando se ha hecho borrón y cuenta nueva, como pudo ser el caso de la biota ediacárica hace 542 millones de años. Pero todas las pruebas apuntan a que en 4.500 millones de años la vida solo ha surgido una única vez. Y lo cierto es que aún no tenemos la menor idea de cómo ocurrió.

Lo cual nos lleva una vez más a la misma idea planteada a menudo en este blog, y es que si la abiogénesis ha sido un fenómeno tan inconcebiblemente extraordinario y excepcional en un planeta también inusualmente raro —como conté recientemente aquí–, defender la abundancia de la vida en el universo es más un deseo pedido a una estrella fugaz que un argumento basado en ciencia. Al menos, con las pruebas que tenemos hasta ahora.

Esta ausencia de pruebas obliga a los defensores de la profusión de la vida en el universo a explicar por qué no tenemos absolutamente ninguna constancia de ello. Y a veces les empuja a esgrimir teorías que llegan a rayar en lo delirante. Como les contaré el próximo día.

Un anillo de fuego, la primera foto de un agujero negro

En días como hoy y con noticias como esta, hay que recurrir al tópico: una imagen vale más que mil palabras. Y aquí está:

Imagen del agujero negro supermasivo en el centro de la galaxia M87 resuelta por la red Event Horizon Telescope.

Imagen del agujero negro supermasivo en el centro de la galaxia M87 resuelta por la red Event Horizon Telescope.

Este anillo de fuego es la primera fotografía de un agujero negro, un monstruo de 6.500 millones de veces la masa de nuestro Sol, situado a 55 millones de años luz, en el centro de la galaxia gigante M87. Este logro histórico, presentado hoy en varias ruedas de prensa simultáneas, se ha conquistado gracias a la participación de más de 200 científicos y ocho radioobservatorios dispersos por todo el mundo; solo uno de ellos en Europa, la antena de 30 metros situada en el pico Veleta de Sierra Nevada (Granada) y operada por el Institut de Radioastronomie Millimétrique, una colaboración franco-germano-española.

Esta red de observatorios forma el Event Horizon Telescope (EHT), un telescopio virtual del tamaño de todo el planeta que ha conseguido lo que de otro modo solo podría haberse logrado con un gran telescopio espacial que hoy ni siquiera existe. Según los expertos, la idea de crear la red del EHT ha robado décadas al progreso en el conocimiento de los agujeros negros. La resolución alcanzada por esta red global es equivalente, según los investigadores, a la que permitiría leer un periódico en Nueva York desde un café de París.

En realidad, la imagen es una representación visual de una reconstrucción; en este caso no se trata simplemente de mirar por un telescopio y tomar una foto. Lo que se ve es la emisión luminosa del disco de acreción –el centro lo ocupa la sombra del propio agujero negro, unas 2,5 veces mayor que su límite externo– en todo el espectro electromagnético, desde las ondas de radio a los rayos gamma, a partir de los datos recogidos por los ocho observatorios, sincronizados por relojes atómicos para trabajar en secuencia en función de la rotación terrestre. Los petabytes de datos recogidos se transportaron en unos 1.000 discos duros hasta el Instituto Max Planck en Bonn (Alemania) y el observatorio Haystack del MIT (EEUU), donde las supercomputadoras aplicaron novedosos algoritmos para producir el resultado final.

Finalmente el primer éxito del EHT ha sido una imagen de un agujero negro, no de nuestro agujero negro; Sagitario A*, en el centro de la Vía Láctea. Hay poderosas razones para que el de M87 haya sido un objetivo más asequible: a pesar de su mayor distancia, su tamaño es inmensamente más masivo; el diámetro del disco de acreción observado en la imagen se estima en 0,39 años luz, más o menos la undécima parte de la distancia del Sol al sistema estelar más próximo, Alfa Centauri.

Pero sobre todo, la línea visual al centro de M87 es relativamente más limpia, mientras que para observar el corazón de la Vía Láctea es necesario abrirse paso a través de la densa nube de material en el plano de la galaxia. Los científicos del EHT confían en que la ampliación de la red de observatorios permita en el futuro obtener una imagen de Sagitario A* y mejorar la resolución del agujero negro de M87.

Los detalles de las investigaciones del EHT se describen en seis estudios publicados en un número especial de la revista The Astrophysical Journal Letters. Además de servir para estimar con más precisión la masa del agujero negro estudiado, las observaciones han confirmado las teorías y las simulaciones empleadas hasta ahora, incluyendo la estructura predicha por la relatividad general de Einstein, así como la asimetría en el brillo del disco debida al efecto Doppler que expliqué ayer (el disco gira a toda velocidad, y el lado más brillante corresponde a la parte que se acerca hacia nosotros).

En definitiva, lo que esta imagen representa en el avance de la investigación astronómica lo ha resumido el astrofísico Michael Kramer, del Instituto Max Planck: “Los libros de historia se dividirán entre los de antes de la imagen y después de la imagen”.

Mañana, ¿la primera foto de un agujero negro?

Mañana miércoles llegará por fin una de las noticias más esperadas en el mundo de la ciencia en los últimos años. Y no es una frase hecha: a un servidor le toca cada mes de enero escribir una previsión para algún medio sobre lo que nos deparará la investigación científica en el año que empieza, y desde 2017 ha figurado en esos pronósticos una noticia que finalmente se nos escapó durante los dos años pasados, y que por fin verá la luz mañana: la primera foto de un agujero negro.

Los agujeros negros, esos objetos de densidad tan inmensa que se tragan cuanto cae bajo su influjo gravitatorio, son uno de los fenómenos cósmicos más populares, a pesar de que hasta ahora jamás han sido vistos directamente; en realidad, nadie sabe con certeza qué aspecto tendrían si pudiéramos contemplarlos desde una distancia segura.

Simulación de un agujero negro creada por Jean-Pierre Luminet en 1979.

Simulación de un agujero negro creada por Jean-Pierre Luminet en 1979.

Las razones por las que nadie ha podido contemplar hasta ahora un agujero negro son de lo más trivial: están muy lejos y son, ejem, negros. Respecto a lo primero, el más cercano que se conoce es Sagitario A*, el agujero negro supermasivo que ocupa el centro de la galaxia, a unos 26.000 años luz de la Tierra. Pese a su masa equivalente a cuatro millones de soles, desde nuestra segura lejanía solo ocupa en el cielo el espacio de un punto diminuto.

En cuanto a lo segundo, vemos los objetos gracias a la luz que reflejan, pero los agujeros negros se la tragan. Sin embargo y aunque no podamos observarlos directamente porque no ofrecen ninguna imagen, sí es posible vislumbrar sus efectos. Por ejemplo, su enorme masa actúa como lente gravitatoria; es decir, deforma la luz de los objetos que se encuentran detrás desde nuestro punto de vista. Así, si pudiéramos acercarnos lo suficiente como para entrar en su órbita, contemplaríamos algo parecido a esta simulación construida en 2016 por el astrofísico francés Alain Riazuelo (y que, por cierto, recuerda a un salvapantallas de las antiguas versiones de Windows):

Pero esta fantasmagórica deformación de los objetos alrededor de una nada en movimiento no es lo único que puede observarse de un agujero negro. Su enorme masa convierte a estos objetos en sumideros cósmicos; y tal como el agua gira en espiral alrededor de un drenaje, un agujero negro puede formar a su alrededor un disco de acreción, compuesto por gases y polvo girando a velocidades cercanas a la de la luz. El calentamiento debido a la fricción de los materiales genera un plasma luminoso, que justo en la frontera del horizonte de sucesos –la distancia del agujero negro a la cual la radiación y la materia ya no pueden escapar– dibuja un anillo de luz donde los fotones describen círculos antes de ser tragados por el sumidero.

Durante décadas, los astrofísicos han formulado predicciones sobre el aspecto de esta “sombra”, donde la luz del horizonte de sucesos desaparece. La relatividad general de Einstein predice una forma circular, mientras que otras hipótesis han propuesto que podría tener una imagen más achatada.

En 1979, el matemático francés Jean-Pierre Luminet utilizó por primera vez un modelo computacional para simular el aspecto de un agujero negro con disco de acreción (el modelo de Riazuelo simula un agujero negro desnudo). Con los medios rudimentarios de la época, tuvo que dibujar a mano uno a uno todos los puntos que la computadora le iba indicando. Lo hizo sobre papel fotográfico de negativo, para que al positivarlo después se vieran como brillantes los puntos que él había dibujado, correspondientes a la luminosidad del disco de acreción. El resultado fue la imagen mostrada más arriba.

La imagen de Luminet muestra el disco de acreción visto desde una ligera altura con respecto a su plano. Para comprender lo que estamos viendo debemos entender que las extrañas propiedades del agujero negro nos ofrecen una imagen diferente a la real; el disco es simplemente un disco luminoso, tal cual. Pero mientras que en una imagen de Saturno los anillos desaparecen detrás del planeta, esto no ocurre en el agujero negro: debido a que actúa como lente gravitatoria, la deformación de la luz hace que veamos la parte posterior del disco por encima, como si se desbordara sobre él.

Por otra parte, el efecto Doppler –el mismo que hace cambiar la sirena de una ambulancia cuando pasa junto a nosotros– hace que se vea más luminosa la parte del disco que se acerca hacia nosotros, y más oscura la que se aleja; por eso lo vemos más brillante a un lado y más apagado al otro. Por último, hay que tener en cuenta que la imagen de Luminet muestra el espectro electromagnético completo, y no solo lo que observaríamos como luz visible.

Décadas más tarde, el físico Kip Thorne se basó en esta imagen de Luminet para crear su propia simulación, que sirvió como base para crear el agujero negro de la película de Christopher Nolan Interstellar. Sin embargo, los responsables de la producción optaron por una versión simplificada y estéticamente más llamativa, con una simetría que desprecia el efecto Doppler (la imagen estaría tomada desde el plano del disco de acreción):

Agujero negro retratado en la película 'Interstellar'. Imagen de Paramount Pictures.

Agujero negro retratado en la película ‘Interstellar’. Imagen de Paramount Pictures.

Como respuesta a esta licencia artística de la película, Thorne y sus colaboradores publicaron una versión más realista:

Simulación de un agujero negro creada por Kip Thorne y sus colaboradores. Imagen de James et al / Classical and Quantum Gravity.

Simulación de un agujero negro creada por Kip Thorne y sus colaboradores. Imagen de James et al / Classical and Quantum Gravity.

En 2007, tres radiotelescopios se unieron para resolver la estructura de Sagitario A*. Con el paso de los años, otros observatorios radioastronómicos se han sumado, creándose una red global llamada Event Horizon Telescope (EHT) cuyo objetivo es convertir la Tierra en un enorme ojo, un telescopio virtual global con la suficiente capacidad de resolución como para poder captar una imagen de Sagitario A*.

El trabajo ha sido titánico; el volumen de datos era tal que no podían transmitirse por internet, sino que debían transportarse en discos físicos por avión hasta las sedes centrales del proyecto en Bonn (Alemania) y el Instituto Tecnológico de Massachusetts.

Pero por fin y después de años de espera, mañana es el día: a las 3 de la tarde en horario peninsular español (13:00 en tiempo universal coordinado), los científicos del EHT darán a conocer los resultados del proyecto mediante siete ruedas de prensa simultáneas en distintos lugares del mundo, una de ellas en castellano desde Santiago de Chile. Si todo ha salido como se espera, será un hito en la historia de la ciencia. Y aquí se lo contaré.