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Charla «La receta galáctica para un planeta con vida» de TED@NAS en español.
¿Sabías que uno de los venenos más célebres es también un ingrediente clave para la vida tal como la conocemos? Súmate a la química espacial Karin Öberg y descubre cómo escanea el universo en busca de este químico paradójico utilizando ALMA, el radiotelescopio más grande del mundo, para detectar focos de actividad molecular y la formación de planetas que sostienen la vida.
- Autor/a de la charla: Karin Öberg
- Fecha de grabación: 2019-11-01
- Fecha de publicación: 2020-04-10
- Duración de «La receta galáctica para un planeta con vida»: 812 segundos
Traducción de «La receta galáctica para un planeta con vida» en español.
Estoy bastante segura de no ser la única en esta sala que en algún momento, mirando a las estrellas, se preguntó:
¿Estamos solo nosotros, o hay otros planetas con vida por ahí como el nuestro?
Supongo que es posible que sea la única persona que se ha obsesionado lo suficiente con esa pregunta como para que sea mi carrera.
Pero continuemos.
¿Cómo llegamos a esta pregunta?
Bueno, yo diría que lo primero que debemos hacer es bajar los ojos del cielo a nuestro propio planeta, la Tierra.
Y pensar en la suerte que debió tener la Tierra para ser el planeta viviente que es.
Al menos debió tener algo de suerte.
De haber estado más cerca del sol, o un poco más lejos, el agua que tuviéramos se habría hervido o congelado.
Y quiero decir, no es un hecho que un planeta tenga agua.
Entonces, de haber sido un planeta seco, no habría albergado mucha vida.
E incluso de haber tenido toda el agua que tenemos hoy, si esa agua no estuviera acompañada por el tipo correcto de químicos necesarios para la vida, tendríamos un planeta húmedo pero muerto.
Habiendo tantas cosas que pueden salir mal,
¿cuáles son las posibilidades de que salgan bien?
¿Cuáles son las posibilidades de que se forme el planeta con al menos los ingredientes básicos necesarios para que surja el origen de la vida?
Bueno, exploremos eso juntos.
Para tener un planeta viviente, lo primero que hay que tener es un planeta.
(Risas)
Pero no sirve cualquier planeta.
Quizá vamos a necesitar un planeta bastante específico parecido a la Tierra.
Un planeta rocoso para tener océanos y tierra, que no esté muy cerca ni muy lejos de su estrella, sino a la temperatura adecuada.
El indicado para el agua líquida.
¿Cuántos de estos planetas tenemos en la galaxia?
Bueno, uno de los grandes descubrimientos de las últimas décadas es que los planetas son increíblemente comunes.
Casi todas las estrellas tienen un planeta a su alrededor.
Algunas tienen muchos.
Y, entre estos planetas, un bajo porcentaje tiene características similares a la Tierra como para ser considerados potencialmente como vivientes.
Tener el tipo de planeta correcto en realidad no es tan difícil considerando que hay unas 100 000 millones de estrellas en la galaxia.
Eso da alrededor de mil millones de potenciales planetas con vida.
Pero no es suficiente con tener la temperatura adecuada ni la composición general correcta.
También se necesita los químicos correctos.
El segundo ingrediente importante de un planeta con vida, pienso que es bastante intuitivo, es el agua.
Después de todo, definimos al planeta como potencialmente con vida si tiene la temperatura adecuada para mantener el agua líquida.
Es decir, aquí en la Tierra, la vida es a base de agua.
Pero en general, el agua es muy buen lugar para reunir químicos.
Es un líquido muy especial.
Entonces, este es nuestro segundo ingrediente básico.
El tercer ingrediente, pienso, probablemente sea un poco más sorprendente.
O sea, vamos a necesitar materia orgánica porque estamos pensando en vida orgánica.
Pero la molécula orgánica que parece estar en el centro de las redes químicas que puede producir biomoléculas es el cianuro de hidrógeno.
Quienes conozcan cómo es esta molécula, saben que conviene mantenerse alejado de ella.
Pero resulta que algo realmente malo para formas de vida avanzadas, como nosotros mismos, es muy, muy bueno para dar origen a la química, la química correcta que puede conducir al origen de la vida.
Ya tenemos los tres ingredientes que necesitamos, el planeta templado, agua y cianuro de hidrógeno.
¿Con qué frecuencia se dan estos tres?
¿Cuántos planetas templados hay que tengan agua y cianuro de hidrógeno?
Bueno, en un mundo ideal, ahora giraríamos un telescopio hacia uno de esos planetas templados para comprobarlo.
«
¿Estos planetas tienen agua y cianuros?
» Lamentablemente, todavía no tenemos telescopios tan grandes para hacer eso.
Podemos detectar moléculas en las atmósferas de algunos planetas.
Pero estos son planetas grandes a menudo están bastante cerca de su estrella, nada como estos, planetas correctos de lo que estamos hablando aquí, que son mucho más pequeños y están más alejados.
Por eso tenemos que encontrar otra forma.
Y la otra forma que hemos concebido y luego seguido es en lugar de buscar estas moléculas en los planetas cuando existen, es buscarlos en el material que forma nuevos planetas.
Los planetas se forman en discos de polvo y gas alrededor de estrellas jóvenes.
Y estos discos obtienen su material del medio interestelar.
Resulta que el espacio vacío que ven entre estrellas al contemplarlas, haciéndose preguntas existenciales, no está tan vacío como parece sino en realidad lleno de gas y polvo, que puede aglutinarse formando nubes que luego colapsan en forma de discos, estrellas y planetas.
Y algo que siempre vemos al mirar estas nubes es agua.
Creo que solemos pensar en el agua como algo especial de nosotros.
El agua es una de las moléculas más abundantes en el universo, incluso en estas nubes, estas nubes que forman estrellas y planetas.
Y no solo eso…
el agua también es una molécula bastante robusta: no es tan fácil de destruir.
así que mucha de esta agua que está en el medio interestelar sobrevivirá al viaje, bastante peligroso, del colapso de las nubes a los discos y planetas.
Entonces, el agua está bien.
Ese segundo ingrediente no va a ser un problema.
La mayoría de los planetas se van a formar con algo de acceso al agua.
¿Y el cianuro de hidrógeno?
Bueno, también vemos cianuros y otras moléculas orgánicas similares en estas nubes interestelares.
Pero aquí, estamos menos seguros de si sobreviven las moléculas al pasar de la nube al disco.
Son solo un poco más delicadas, un poco más frágiles.
Entonces, para saber si el cianuro de hidrógeno se encuentra cerca de los nuevos planetas en formación, realmente tendríamos que verlo en el disco mismo, en estos discos que forman planetas.
Hace aproximadamente una década, creé un programa para buscar cianuro de hidrógeno y otras moléculas en estos discos que forman planetas.
Y esto es lo que encontramos.
Buenas noticias, en estas seis imágenes, esos píxeles brillantes representan emisiones que originan el cianuro de hidrógeno en discos formadores de planetas a cientos de años luz de distancia que han llegado a nuestro telescopio al detector, permitiéndonos verlo así.
La muy buena noticia es que estos discos contienen cianuro de hidrógeno.
Este último ingrediente es más difícil de alcanzar.
Pero la mala noticia es que no sabemos en qué parte del disco está.
Si miramos estas imágenes, nadie puede decir que son bellas, aún en el momento en que las tomamos.
El tamaño del píxel es bastante grande es más grande que los discos mismos.
Entonces cada píxel representa algo mucho más grande que nuestro sistema solar.
Y eso significa que no sabemos de qué parte del disco viene el cianuro de hidrógeno.
Y eso es un problema porque estos planetas templados, no pueden acceder al cianuro de hidrógeno en cualquier lugar, debe estar bastante cerca de donde se ensamblan para poder acceder al mismo.
Para verlo con algo concreto, pensemos en un ejemplo análogo, como un ciprés que crece en EE.UU.
Digamos, hipotéticamente, que regresan de Europa donde vieron hermosos cipreses italianos, y quieren entender, ya saben,
¿tiene sentido importarlos a EE.UU.?
¿Podrían cultivarlos aquí?
Hablan con los expertos en cipreses, dicen que efectivamente hay una banda térmica no demasiado caliente, ni demasiado fría en EE.UU.
donde podrían cultivarlos.
Y si tienen un lindo mapa o imagen de alta resolución como esta, es bastante fácil de ver que esta franja de cipreses se superpone con muchos píxeles de tierra fértil y verde.
Incluso si empiezo a degradar este mapa bastante, bajándole la resolución gradualmente, todavía es posible notar que habrá alguna superposición de tierra fértil con esta franja.
Pero
¿y si todo Estados Unidos se coloca en un solo píxel?
Si la resolución es tan baja.
¿Qué hacer ahora?
¿Cómo saber si pueden cultivar cipreses en Estados Unidos?
Bueno, la respuesta es que no saben.
Es decir, definitivamente hay algo de tierra fértil allí, o no habría tinte verde en el píxel, pero no hay forma de saber si algo de ese verdor está en el lugar correcto.
Y ese es exactamente el problema que enfrentamos con nuestras imágenes monopíxel de estos discos con cianuro de hidrógeno.
Necesitamos algo análogo, al menos a esos mapas de baja resolución que acabo de mostrarles para poder saber si hay superposición entre donde está el cianuro de hidrógeno y las zonas de acceso al mismo durante la formación del planeta.
Pero hace unos años vino al rescate este hermoso telescopio ALMA, nuevo, asombroso, el Gran Conjunto Milimétrico y submilimétrico de Atacama en el norte de Chile.
ALMA es increíble desde varias perspectivas, pero yo me voy a centrar…
yo lo llamo telescopio pero como pueden ver hay muchas antenas en la imagen.
Es un telescopio que tiene 66 antenas que funcionan al unísono.
Eso significa que uno tiene un telescopio del tamaño de la máxima distancia a la que pueda colocar estas antenas una respecto de la otra.
Que en el caso de ALMA son unos pocos kilómetros.
Es un telescopio kilométrico.
Y con un telescopio tan grande, puedes acercar cosas muy pequeñas, como los mapas de cianuro de hidrógeno de estos discos que forman planetas.
Por eso, cuando ALMA entró en línea hace unos años, esa fue una de las primeras cosas en las que propuse usarlo.
¿Y qué aspecto tiene el mapa de cianuro de hidrógeno de un disco?
El cianuro de hidrógeno
¿está en el lugar correcto?
La respuesta es sí.
Este es el mapa.
Ven que la emisión de cianuro de hidrógeno se extendió por todo el disco.
En primer lugar, está en casi todas partes, lo cual es una muy buena noticia.
Pero hay una gran emisión brillante adicional que viene de las inmediaciones de la estrella hacia el centro del disco.
Y es exactamente donde queremos que esté.
Cerca de la zona de formación de estos planetas.
Y no lo vemos solo hacia un disco.
Aquí hay tres ejemplos más.
Como ven, todos muestran lo mismo, una gran y brillante emisión de cianuro de hidrógeno que viene de las inmediaciones del centro de la estrella.
Honestamente, no siempre vemos esto.
Hay discos en los que vemos lo contrario, en los que hay un agujero en la emisión hacia el centro.
Eso es lo contrario de lo que queremos ver,
¿no?
En esos lugares no podríamos investigar si hay cianuro de hidrógeno alrededor de la zona de formación de esos planetas.
Pero en la mayoría de los casos, no se detecta presencia de cianuro de hidrógeno, sino presencia en el lugar correcto.
¿Qué significa todo esto?
Bueno, les dije al principio que existen muchos planetas templados, tal vez mil millones, que podrían albergar vida de contar con los ingredientes correctos.
Y también he mostrado que pensamos que muchas veces están los ingredientes correctos hay agua, cianuro de hidrógeno, habrá otras moléculas orgánicas también que vienen con los cianuros.
Esto significa que los planetas con ingredientes básicos para la vida quizá sean extremadamente comunes en nuestra galaxia.
Y si lo que se necesita para que la vida se desarrolle son estos ingredientes básicos, deberían existir muchos planetas con vida.
Pero esa es, por supuesto, un gran condición.
Y diría que el desafío de las próximas décadas, tanto para astronomía como para química, es averiguar con qué frecuencia pasamos de tener un planeta que en potencia alberga vida a tener uno realmente con vida.
Gracias.
(Aplausos)
https://www.ted.com/talks/karin_oberg_the_galactic_recipe_for_a_living_planet/