La receta galáctica para un planeta con vida

¿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.

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)