Cuando descienda a través de la espesa neblina dorada en la luna Titán de Saturno, el helicóptero-módulo de aterrizaje Dragonfly de la NASA encontrará un terreno inquietantemente familiar. El ecuador de Titán está envuelto en dunas de arena. Las nubes se desplazan por sus cielos. Llueve. Los ríos fluyen, formando cañones, lagos y mares.
Pero no todo es tan conocido como parece. A una temperatura de menos 180 grados centígrados (-292 grados Fahrenheit), las arenas de las dunas no son granos de silicato sino material orgánico. Los ríos, lagos y mares contienen metano y etano líquidos, no agua. Titán es un mundo congelado cargado de moléculas orgánicas.
Sin embargo, Dragonfly, un módulo de aterrizaje con hélices del tamaño de un automóvil, que será lanzado no antes de 2028, explorará este mundo gélido para posiblemente responder a una de las preguntas más importantes de la ciencia: ¿Cómo empezó la vida?
Buscar respuestas acerca de la vida en un lugar donde no es probable que la vida pueda sobrevivir parece extraño. Pero de eso se trata precisamente.
“Dragonfly no es una misión para detectar vida, es una misión para investigar la química que había antes de que existiera la biología aquí en la Tierra”, dijo Zibi Turtle, investigadora principal de Dragonfly y científica planetaria en el Laboratorio de Física Aplicada Johns Hopkins (APL, por sus siglas en inglés) en Laurel, Maryland. “En Titán, podemos explorar los procesos químicos que habrían llevado al surgimiento de la vida en la Tierra sin que la vida complique el panorama”.
En la Tierra, la vida ha remodelado casi todo, enterrando a sus antepasados químicos bajo miles de millones de años de evolución. Incluso los microbios actuales dependen de una serie de reacciones químicas para seguir retorciéndose.
“Es necesario haber pasado de la química simple a la compleja antes de dar el salto a la biología, pero no conocemos todos los pasos”, dijo Turtle. “Titán nos permite descubrir algunos de ellos”.
Titán es un laboratorio químico intacto donde todos los ingredientes para la vida conocida —elementos orgánicos, agua líquida y una fuente de energía— han interactuado en el pasado. Lo que Dragonfly descubra revelará un pasado ya desaparecido en la Tierra y mejorará nuestra comprensión de las condiciones que hacen habitable un mundo, y si la química que inició la vida en nuestro planeta es una regla universal, o una extraordinaria casualidad cósmica.
Antes de la misión Cassini-Huygens de la NASA, los investigadores no sabían cuán rico es Titán en moléculas orgánicas. Los datos de la misión, combinados con experimentos de laboratorio, revelaron una heterogénea mezcla molecular: etano, propano, acetileno, acetona, cianuro de vinilo, benceno, cianógeno y más.
Estas moléculas caen en la superficie, formando depósitos densos en el lecho de hielo y roca de Titán. Los científicos creen que la química relacionada con la vida podría comenzar allí, si se le da un poco de agua líquida, como la proveniente del impacto de un asteroide.
Aquí interviene el cráter Selk, un lugar de impacto de 80 kilómetros (50 millas) de diámetro. Este es un destino clave para Dragonfly, no solo porque está cubierto de material orgánico, sino porque podría haber tenido agua líquida durante un tiempo prolongado.
El impacto que formó Selk derritió el lecho de roca congelada, creando temporalmente una piscina que podría haber permanecido líquida durante cientos o miles de años debajo de una capa de hielo aislante, como los estanques de invierno en la Tierra. Si a esto se mezclara un anticongelante natural, como el amoníaco, la piscina podría haber permanecido descongelada aún más tiempo, mezclando agua con material orgánico y el silicio, fósforo, azufre y hierro provenientes del objeto que habría hecho colisión, para formar una sopa primordial.
“Esto es, esencialmente, un experimento químico de larga duración”, dijo Sarah Hörst, química atmosférica de la Universidad Johns Hopkins y coinvestigadora del equipo científico de Dragonfly. “Es por eso que Titán resulta tan emocionante. Es una versión natural de nuestros experimentos sobre el origen de la vida, excepto que ha estado desarrollándose por mucho más tiempo y a una escala planetaria”.
Durante décadas, los científicos han simulado las condiciones primitivas de la Tierra, mezclando agua con compuestos orgánicos simples para crear una “sopa prebiótica” y desencadenando reacciones con una descarga eléctrica. El problema es el tiempo. La mayoría de las pruebas duran semanas, o tal vez meses o años.
Las piscinas de fusión en el cráter Selk, sin embargo, posiblemente duraron decenas de miles de años. Esto sigue siendo menos tiempo que los cientos de millones de años que tardó en emerger la vida en la Tierra, pero es potencialmente suficiente tiempo para que ocurra la química crucial.
“No sabemos si el surgimiento de la vida en la Tierra tomó tanto tiempo porque las condiciones tenían que estabilizarse o porque la química en sí misma necesitaba tiempo para evolucionar”, dijo Hörst. “Pero los modelos muestran que si arrojamos los compuestos orgánicos de Titán al agua, decenas de miles de años es suficiente tiempo para que ocurra la química”.
Dragonfly pondrá a prueba esa teoría. Aterrizará cerca de Selk y volará de un sitio a otro, analizando la química de la superficie para investigar los restos congelados de lo que podría haber sido la química prebiótica en desarrollo.
Morgan Cable, científica investigadora del Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL, por sus siglas en inglés) de la NASA en el sur de California y coinvestigadora de Dragonfly, está particularmente entusiasmada con el instrumento Espectrómetro de masas de Dragonfly (DraMS, por su acrónimo en inglés). Desarrollado por el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, con un subsistema clave proporcionado por el Centro Nacional de Estudios Espaciales (CNES) de Francia, DraMS buscará indicadores de química compleja.
“No estamos buscando moléculas exactas, sino patrones que sugieran complejidad”, dijo Cable. En la Tierra, por ejemplo, los aminoácidos —que son fundamentales para las proteínas— aparecen en patrones específicos. Un mundo sin vida fabricaría principalmente los aminoácidos más simples y formaría otros menos complejos y en menor cantidad.
En general, Titán no se considera habitable; es demasiado frío como para que ocurra la química de la vida tal como la conocemos, y no hay agua líquida en la superficie, donde existen los compuestos orgánicos y las posibles fuentes de energía.
Aun así, los científicos han postulado que si un lugar tiene los ingredientes necesarios para la vida y el tiempo suficiente, debería surgir una química compleja y, finalmente, la vida. Si Titán demuestra lo contrario, podría significar que hay algo que hemos malinterpretado sobre el comienzo de la vida y que esta puede ser menos común de lo que pensábamos.
“No sabremos qué tan fácil o difícil es que ocurran estos pasos químicos si no vamos, así que tenemos que ir y mirar”, dijo Cable. “Eso es lo divertido de ir a un mundo como Titán. Somos como detectives con nuestras lupas, observando todo y preguntándonos qué estamos viendo”.
Dragonfly está en proceso de diseño y construcción bajo la dirección del Laboratorio de Física Aplicada Johns Hopkins (APL), el cual gestiona esta misión para la NASA. El equipo incluye socios clave en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA y el Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) de la NASA. El programa Dragonfly es administrado por el Centro de Vuelo Espacial Marshall de la NASA en Huntsville, Alabama, para la Dirección de Misiones Científicas de la agencia en Washington.
Para obtener más información sobre Dragonfly, visita el sitio web (en inglés):
https://science.nasa.gov/mission/dragonfly/
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