La Astrobiología es el estudio de la posibilidad de la vida en los astros en el Universo.
De todas las condiciones necesarias para la existencia de vida en la Tierra la más importante es la presencia de agua líquida. No sólo funciona como solvente de sustancias orgánicas como el azúcar e inorgánicas como la sal de mesa. Como líquido, es un medio en el que muchas reacciones químicas fundamentales para la vida pueden llevarse a cabo con facilidad. Aunque esto es algo que los humanos entendimos hace apenas menos de dos siglos, por miles de años supimos que el agua es indispensable para la vida, tanto humana como de otros organismos. Por eso, cuando los astrónomos apuntaron sus telescopios cada vez más potentes hacia el cielo nocturno y observaron a Venus cubierto por nubes, no pudieron dejar de especular que ese sería un lugar apto para la vida más allá de la Tierra en nuestro Sistema Solar.
Aún así, a lo largo del desarrollo moderno de ciencias como la Astronomía y la Biología, fue poco común que la comunidad científica profesional se interesara seriamente sobre las posibilidades de la presencia de vida en otros astros; lo consideraban un tema sólo para escritores de fantasías o, si acaso, de ciencia ficción, como Herbert George Wells o Edgar Rice Burroughs, autores de "La Guerra de los Mundos" y "Bajo las lunas de Marte", respectivamente. Aquellos científicos que llegaban a hablar sobre el tema eran desdeñados, si no es que ridiculizados, equiparados con buscadores de hombrecitos verdes, platos voladores y otros fantásticos "objetos no identificados".
Sin embargo, cuando a partir de 1957, la Unión Soviética y los Estados Unidos comenzaron a lanzar cohetes al espacio exterior, uno de los primeros blancos elegidos para alcanzar con sondas espaciales fue Venus. Así, entre 1961 y 1962, la URSS y la NASA de los Estados Unidos de América realizaron los primeros intentos para enviar sondas Sputnik, Venera y Mariner con medidores de radiación y magnetismo, por medio de los cuales realizaron, entre otras, mediciones para el cálculo de la temperatura atmosférica. Para sorpresa de algunos Astrónomos y desencanto del público interesado, las condiciones ambientales en la superficie de Venus resultaron no sólo poco convenientes sino sumamente adversas para la existencia de vida, como había sugerido previamente la Tesis Doctoral de un estudiante de la Universidad de Chicago, llamado Carl Sagan. Aún así, Sagan sugería que la Atmósfera de Venus podría contar con algunas regiones en las que las condiciones de presión y temperatura fueran más benévolas para la presencia de vida. A pesar de ello, los resultados de exploraciones posteriores con las sondas Soviéticas de descenso Venera, confirmaron que Venus es inhóspito para la vida: la temperatura en su superficie resultó superior a los 400 grados Celsius.
Los hallazgos sobre Venus dejaron a Marte, con sus casquetes polares y aparentes canales, como opción para la búsqueda de vida más allá de la Tierra en el Sistema Solar. Así, en 1962 la URSS y la NASA en 1964, comenzaron a enviar misiones robóticas para explorar el planeta rojo. Explorar Marte no ha sido sencillo. Desde 1962 y hasta 2016 se han lanzado cuarenta y cinco misiones, casi una mitad de ellas han sido Soviéticas-Rusas y casi la otra mitad realizadas por la NASA; Japón, India y la Agencia Espacial Europea (ESA) han mandado sendas misiones exploratorias y, una más, de participación Rusa y Europea, en este momento se encuentra en camino para aterrizar en Marte. De todas ellas, veinte han sido exitosas y en otra, organizada por la ESA, sus logros fueron intermedios ya que aunque la nave orbital se insertó alrededor de Marte, la sonda de descenso fracasó en el intento. Lo más notable ha sido el aterrizaje suave confirmado de siete sondas de exploración, cuatro de ellas rodantes, dos de las cuales siguen en operación hasta estos días. Sin embargo y a pesar de los éxitos científicos de casi el 50% de las misiones marcianas, aún hoy la respuesta a la pregunta astrobiológica "¿hay vida en Marte?" es: nadie sabe.
Finalmente, Venus, la Tierra y Marte se localizan alrededor del Sol en lo que los Astrobiólogos llaman la "zona habitable" que se define como el intervalo de distancias orbitales desde la estrella central, de planetas sobre cuya superficie puede existir agua líquida. Si un planeta está demasiado cerca de la estrella, puede darse un alto efecto de invernadero que eleva la temperatura de su atmósfera a límites por arriba del punto en el que pueda haber agua en estado líquido, lo que sucede a presión de 1 atmósfera (1000 milibares) en un intervalo de 273K (0 Celsius) a 373K (100 Celsius). A presiones mayores, el agua puede permanecer líquida en un intervalo mayor de temperaturas. Sin embargo, a presiones menores el intervalo de temperaturas para el agua líquida es menor, y a presiones menores de 0.006 atmósferas, no es posible que el agua líquida exista; sólo será sólida (hielo) o gaseosa (vapor).
Ante este panorama astronómico, ¿es razonable seguir buscando vida más allá de la Tierra en el Sistema Solar? Pues resulta que otras misiones espaciales llevadas a cabo a partir de la década de 1970, principalmente por la NASA y, más recientemente, con la colaboración de la ESA, han brindado sorpresivos resultados que han llevado a reconsiderar la extensión de la zona habitable, no sólo en nuestro Sistema Solar sino en otros sistemas planetarios en la Vía Láctea y en el Universo entero.
Júpiter y sus satélites.
Uno de los más sorprendentes y trascendentes descubrimientos realizados por Galileo Galilei cuando apuntó su telescopio hacia el cielo nocturno fue la observación de cuatro estrellas nunca antes vistas en la cercanía de Júpiter, que era una de las cinco estrellas llamadas errantes o "planetes" por los antiguos astrónomos. Por un lado, Galileo notó que a través del telescopio, Venus, Júpiter y Saturno podían apreciarse como círculos de luz, a diferencia del resto de las estrellas del cielo nocturno que permanecían como simples puntos de luz, más brillantes unos que otros, pero sencillos puntos todas ellas. Por otro lado, a partir de enero de 1610 pudo ver, primero tres y luego hasta cuatro estrellas moviéndose al este y al oeste de Júpiter, y a las que llamó "Estrellas Medíceas" en su libro publicado ese mismo año con el título de "El Mensajero Sideral".
A pesar de haber sido descubiertos por Galileo, no se deben a él los nombres con que se conocen individualmente a estos satélites, sino al astrónomo Simon Marius, quien independientemente las había observado también por telescopio, pero cuyas observaciones publicó hasta el año de 1614. Fue Johannes Kepler quien le sugirió que se les nombrara con base en los nombres de amantes de Júpiter, por lo que fueron nombradas Io, Europa, Ganimedes y Calisto, desde la más cercana orbitalmente a Júpiter hasta la más lejana a éste, respectivamente.
Júpiter, los satélites Galileanos y la Astrobiología
Las subsecuentes observaciones telescópicas de los planetas del Sistema Solar realizadas con instrumentos como los espectrógrafos mostraron que la atmósfera de Júpiter está formada principalmente por Hidrógeno y Helio y contiene gases como amoniaco, metano y vapor de agua. Así, con base en esto y en los resultados obtenidos en experimentos sobre la formación abiótica de moléculas biológicas, Edwin Salpeter y Carl Sagan, de la Universidad de Cornell, en 1976 publicaron un artículo en el que sugerían la posibilidad de la existencia de organismos en el interior de la atmósfera de Júpiter, abriendo la ciencia al estudio serio de la búsqueda de vida más allá de la Tierra.
Júpiter finalmente comenzó a ser estudiado más de cerca a partir de 1973, cuando la nave robótica Pioneer 10 de la NASA se aproximó a 130,354 kilómetros del planeta a una velocidad de 132,000 km/h. La nave pudo obtener fotografías de tres de los satélites Galileanos o Jovianos: Calisto, Ganimedes y Europa.
Posteriores a Pioneer, en 1977 la NASA lanzó las misiones Voyager 1 y 2 para estudiar Júpiter, Saturno y sus sistemas de satélites con mayor detenimiento. Las naves no sólo encontraron evidencias de mayor actividad que la observada por las misiones Pioneer 10 y 11 en la atmósfera de Júpiter, sino que pudieron mostrar por primera vez detalles de las superficies heladas de Europa, Ganimedes y Calisto. Posiblemente, lo más asombroso fue el descubrimiento de actividad geológica en la superficie de los satélites, generada por el calentamiento debido a los cambios en la fuerza gravitacional dadas sus órbitas elípticas alrededor de Júpiter.
Con el fin de estudiar en mayor detalle al sistema Joviano, en 1989 la NASA lanzó la misión Galileo desde el transbordador Atlantis. Galileo contaba con la sonda Giotto que en 1995 penetró en Júpiter para hacer un breve estudio meteorológico en su descenso a través de ciento cincuenta kilómetros de la atmósfera Joviana, en la que pudo observar pocas nubes, relámpagos a la distancia y medir vientos mayores a 724 km/h, así como menos agua de la esperada en una zona ahora reconocida como "punto caliente". Galileo también encontró evidencia de lo que parecen ser océanos de agua salada bajo la superficie de Europa, Ganimedes y Calisto.
Estos últimos y sorprendentes descubrimientos de Galileo motivaron a que la NASA enviara en agosto de 2011 la nave robótica Juno para orbitar Júpiter desde una altura de 5000 km sobre su atmósfera de nubes para estudiar su formación y evolución. Juno debe arribar a Júpiter el 4 de julio de 2016.
Asimismo, los hallazgos de las evidencias que sugieren la existencia de océanos de agua salada bajo las superficies heladas de Europa, Ganimedes y Calisto han llevado a la NASA y a la agencia espacial Rusa ROSCOSMOS a planificar sendas misiones de exploración de estos dos satelites Galileanos mediante sondas orbitales y de posible descenso y de penetración subacuática. La NASA ya tiene en marcha la planificación y desarrollo de la misión Europa para realizar el reconocimiento a distancia de la posibilidad de que este satélite cuente con condiciones necesarias para el sostenimiento de formas de vida. Por su parte, ROSCOSMOS está trabajando en una futura misión de colaboración europea para hacer descender una sonda sobre Ganimedes con el fin de detectar signos de posibles formas de vida en este otro satelite Joviano helado, por lo que el futuro de la Astrobiología mediante la cooperación internacional resulta muy promisorio en las próximas décadas.
Texto: Raúl Alva, Biofisicoquímico, UAM Unidad Iztapalapa.
