Los científicos suelen estar de acuerdo en que la mejor estrategia para encontrar vida extraterrestre es buscar un mundo que tenga condiciones similares a las de la Tierra, incluido el oxígeno atmosférico que producen los organismos mediante la fotosíntesis. Pero, lamentablemente, los instrumentos que se utilizan actualmente para estudiar exoplanetas potencialmente habitables están poco equipados para encontrar esas biofirmas.

Ahora, un nuevo estudio sugiere que en poco más de un año, podríamos estar en buen camino para la búsqueda de vida en otros mundos. Uno de sus coautores, el investigador de la Universidad de California (EE. UU.) Edward Schwieterman, afirma: "Hay pocas preguntas más importantes que '¿Existe la vida en otros planetas además de la Tierra?'. Sabiendo la importancia del oxígeno para la vida en la Tierra, sabemos que es importante buscarlo en exoplanetas".

Este estudio, liderado por la NASA y publicado en Nature Astronomy, destaca una nueva e intrigante forma de usar el telescopio espacial James Webb para detectar y medir oxígeno en exoplanetas. La misión inicial de este telescopio, que se lanzará en 2021 después de varios retrasos, era la de estudiar el oxígeno de los exoplanetas desde el principio. Ahora, estos nuevos hallazgos amplían sus capacidades de formas que nadie antes se había dado cuenta de que era posible.

Además, esta nueva técnica podría ayudarnos a determinar mejor cuánto oxígeno contienen otros mundos. Si un planeta tiene niveles de oxígeno similares a los de la Tierra, las posibilidades de que esos niveles procedan, en parte, de la biología, aumentan (aunque no erradica la posibilidad de los orígenes no biológicos de ese oxígeno).

Antes de este estudio, los científicos habían identificado las tres principales longitudes de onda en el espectro electromagnético (una en el espectro visible y dos en el infrarrojo cercano) que podían analizarse para identificar la presencia de oxígeno. Pero a altas concentraciones, como las de la Tierra, las moléculas de oxígeno chocan contra otras con mucha más frecuencia. Esas colisiones emiten señales que no se pueden observar en estas tres longitudes de onda, lo que las hace inadecuadas para identificar niveles de oxígeno más densos y abundantes que probablemente se asociarían con la actividad biológica. 

El nuevo estudio identifica una longitud de onda en el nivel infrarrojo medio que se puede utilizar para detectar colisiones de moléculas de oxígeno con otras moléculas de gas y con otras de oxígeno. Los autores del estudio sugieren que el espectrómetro de baja resolución del instrumento infrarrojo medio del JWST (MIRI LRS) podría buscar oxígeno a esta longitud de onda alrededor de los exoplanetas que transitan por sus estrellas anfitrionas.

Este método nos permitiría detectar niveles de oxígeno similares a los de la Tierra en muchos sistemas estelares a menos de 16 años luz de distancia. En sistemas más distantes, podría detectar los niveles varias veces más altos que los de la Tierra.

Dado que también se podría detectar el oxígeno que colisiona con otras moléculas de gas, este método debería permitirnos aprender más sobre la química atmosférica en su conjunto, y si es susceptible a la vida o si ha sido creada por vida extraterrestre pasada o presente. Por ejemplo, Schwieterman señala que las características de oxígeno medidas junto con el metano atmosférico sugerirían procesos bioquímicos en la superficie que serían similares a los que se encuentran en la Tierra.

Schwieterman sugiere que los mejores exoplanetas para estudiar con esta técnica son las estrellas enanas M en órbita, lo que significa que los planetas en el sistema TRAPPIST-1 serían los más adecuados. A cuarenta años luz de distancia, TRAPPIST-1 tiene múltiples exoplanetas que podrían soportar la vida, incluidos tres que se encuentran dentro de la zona habitable. Como mínimo, podremos usar la banda del infrarrojo medio para determinar si el oxígeno detectado en un exoplaneta distante es algo que debería ilusionarnos.