La molécula pestilente y tóxica que indica que cerca hay vida extraterrestre

Representación de la fosfina sobre un fondo de exoplanetas - NASA/MIT News

Piense en un olor muy desagradable. Y ahora imagine todavía algo peor: algo que puede encontrarse en un montón de estiércol de pingüino, o en lo más profundo de una ciénaga; un aroma que podría encontrar dentro del estómago de un tejón o de un pez. Usted estará pensando, sin saberlo, en el fosfano o fosfina.


Se trata de un gas incoloro, inflamable, que arde a solo 38º C y cuyo olor recuerda al ajo (pero mucho peor). Es producido por algunas bacterias anaeróbicas (que viven en ausencia de oxígeno) cuando degradan materia orgánica, pero quizás su característica más importante es que es extremadamente tóxico, especialmente para seres vivos aeróbicos (que respiran oxígeno).
Paradójicamente, la fosfina podría ser una huella clara de la presencia de vida. Es la principal conclusión de un artículo publicado recientemente en la revista « Astrobiology» y que ha sido elaborado por investigadores del prestigioso Instituto Tecnológico de Massachusetts (EEUU). Tal como han concluido, la presencia de fosfina en la atmósfera de un mundo rocoso solo puede ser explicada por la actividad de microorganismos poco amigos del oxígeno (los anaerobios), por lo que esta molécula es un biomarcador, una huella química de la presencia de vida.


Una huella visible a 16 años luz
La fosfina o fosfano es una molécula muy sencilla: tal como indica la fórmula química PH3, está compuesta por un átomo de fósforo unido a tres átomos de hidrógeno, que forman una especie de taburete. Según han sugerido los autores de esta investigación, si esta molécula se liberase a la atmósfera en las mismas cantidades en que el metano se libera en la Tierra, este gas generaría una huella que podría ser visible en un planeta lejano. En concreto, han concluido que podríamos detectar la fosfina de otro planeta hasta una distancia de 16 años luz, siempre que empleásemos el telescopio espacial James Webb, que se lanzará en 2021.
«Aquí en la Tierra, el oxígeno es un biomarcador excelente», ha dicho en un comunicado Clara Sousa-Silva, científica del MIT y directora de la investigación. «Pero otras cosas, aparte de la vida, crean el oxígeno. Por eso, es importante tener en cuenta otras moléculas más extrañas que quizás no son tan abundantes, pero que, si las encuentras, solo tienen una explicación». A ser posible, la vida extraterrestre.

Buscar vida cerca de la Tierra
Actualmente, el telescopio TESS, de la NASA, está buscando exoplanetas y el telescopio Cheops, recientemente lanzado por la ESA, ayudará a medir su masa. Pero a partir del lanzamiento del telescopio James Webb, y de la entrada en funcionamiento de los próximos telescopios gigantes terrestres (como el «Extremely Large Telescope») o futuros observatorios espaciales, los científicos se dedicarán febrilmente a analizar las atmósferas de los exoplanetas. Caracterizarán cientos de ellos, aprenderán sobre su naturaleza y diversidad e identificarán en cuáles podría haber vida tal y como la conocemos.

Por ese motivo, Sousa-Silva y compañía llevan años tratando de averiguar cuáles serán las huellas que se podrán buscar. Por el momento, han identificado más de 16.000 candidatos. Sin embargo, en la mayoría de los casos, encontrar estas moléculas no sería una señal inequívoca de vida, porque esas moléculas también podrían ser producidas por causas geológicas o físico-químicas.

Afortunadamente, no es el caso de la fosfina. Según el estudio encabezado por Sousa-Silva, la presencia de fosfina en un planeta rocoso sería una sólida marca de la existencia de vida extraterrestre.

La pestilente fosfina, una huella de vida
En los setenta, las sondas Voyager descubrieron fosfina o fosfano en la atmósferas de Júpiter y Saturno, proveniente de gigantescas tormentas. Por entonces, Sousa-Silva se puso a trabajar en la huella espectral de esta molécula, algo así como la «sombra» que dejaría cuando dentro de una atmósfera filtrase la luz de una estrella. Más tarde, se decidió a estudiar en profundidad sus propiedades químicas y a buscar todas las referencias bibliográficas sobre ella.

Así, descubrió que la fosfina está asociada con la vida anaeróbica: «Resulta que en cualquier lugar donde no haya oxígeno, como ciénagas, marismas, sedimentos, intestinos o ventosidades, hay fosfina», ha explicado.

Para asegurarse de que esta molécula es un biomarcador, primero descartaron que no pudiera se producida por otros mecanismos distintos de la vida. Para ello, los investigadores llevaron a cabo un exhaustivo análisis teórico de rutas químicas para sintetizar fosfina a partir de fósforo. Simularon su creación en planetas como Júpiter o Saturno, donde hacen falta enormes cantidades de energía para generarla, o en planetas rocosos.

Fosfina producida por rayos y meteoritos
«Al final, acabamos investigando escenarios cada vez menos plausibles», ha recordado Clara Sousa-Silva. «Por ejemplo, nos preguntamos si dos placas tectónicas, deslizándose una sobre otra, podrían generar un destello de plasma capaz de producir fosfina. O si podría generarla un rayo que cayese en algún sitio con fósforo o un meteorito cargado de fósforo al impactar contra la Tierra».

Los resultados indicaron, finalmente, que el hallazgo de fosfina en un mundo rocoso solo podría ser explicado por la presencia de vida.

Por último, estudiaron si esta información es útil y si esta molécula se podría detectar a través de un telescopio. Para responder a esta pregunta, hicieron simulaciones con atmósferas pobres en oxígeno (donde vivirían los microorganismos productores de fosfina), pero ricas en hidrógeno o ricas en carbono, y extrapolaron cómo sería su espectro de luz. Así es como averiguaron que sí, que se podrían detectar niveles de fosfina similares a los niveles de metano producidos en la Tierra, a una distancia de 16 años luz.

En opinión de la directora de la investigación, el estudio no es solo relevante por haber identificado un biomarcador fiable. Además, cree que todo el camino recorrido hasta aquí es útil para aprender a analizar otros candidatos a marcadores de vida. Todo apunta a que hará falta hacerlo: en cuestión de décadas se podría encontrar vida extraterrestre.