Venus: los prometedores indicios de vida podrían no existir

Hace poco, un equipo de astrónomos descubrió pistas tentadoras de que podría existir vida en las nubes que envuelven Venus. Con todo, parece que la búsqueda de vida extraterrestre no ha acabado, ya que nuevas investigaciones cuestionan ese hallazgo.

La detección de fosfina en la atmósfera de Venus, anunciada el mes pasado, suscitó mucha especulación sobre si el gas podría ser obra de microbios alienígenas en el planeta, al que la NASA está estudiando enviar una sonda. Sin embargo, tres estudios independientes no han conseguido detectar evidencias de fosfina en la atmósfera de Venus.

Uno de los grupos utilizó observaciones de archivo para buscar indicios del gas en las nubes del planeta y no encontró ninguno.

"Dicen que no observan la fosfina. Es bastante problemático", dice Conor Nixon, científico planetario del Centro Goddard de Vuelo Espacial de la NASA que no participó en el análisis. El estudio ha sido sometido a revisión científica externa y aceptado para su publicación en Astronomy & Astrophysics.

Otros dos grupos volvieron a procesar los datos originales del equipo responsable del descubrimiento y tampoco hallaron evidencias de fosfina.

Pero detectar la señal tenue de una molécula específica en otro planeta es un proceso complejo y a los autores del estudio original no les sorprende que otros científicos hayan analizado su trabajo de forma más minuciosa.

"Esto es normal. Así es la ciencia. Si pudiéramos haber visto estos datos a simple vista y haber observado fosfina, se habría descubierto hace ya tiempo", dice Clara Sousa-Silva, del Centro de Astrofísica Harvard-Smithsonian, una de las autoras. "Es un alivio que haya gente analizando estos datos al fin y que no seamos solo nosotros".

Un descubrimiento asombroso

La detección original, publicada en septiembre en la revista Nature Astronomy, desveló que en las nubes densas y sulfúricas de Venus flotaba más de mil veces la cantidad de fosfina presente en la Tierra. En mundos rocosos como Venus y la Tierra, las condiciones no se consideran lo bastante extremas para generar moléculas de fosfina en ausencia de vida. Se necesitaría algún tipo de metabolismo o un proceso químico desconocido para explicar las elevadas cantidades de fosfina en la atmósfera de Venus. (En la Tierra hay varios microbios que fabrican fosfina. Los humanos también la producimos, en laboratorios de metanfetamina y en la industria de los semiconductores.)

El equipo identificó fosfina mediante dos instrumentos que observan ondas de radio. Primero, en 2017, Jane Greaves, de la Universidad de Cardiff, y sus colegas descubrieron algo que podría ser fosfina con el Telescopio James Clerk Maxwell (JCMT, por sus siglas en inglés) en Hawái. Con todo, había que confirmar dicha observación y en 2019 el equipo recurrió a un instrumento más potente: el Atacama Large Millimeter/Submillmeter Array (ALMA), una red de 66 antenas ubicadas en una zona elevada del desierto de Atacama.

En los datos del ALMA, el equipo detectó una señal tenue en la frecuencia a la que absorberían energía las moléculas de fosfina en la atmósfera de Venus, conocida como línea espectral. El equipo propuso que, si realmente había fosfina en Venus en las grandes cantidades observadas, sería complicado explicar su presencia si no se produjera de forma biológica. (Un nuevo reanálisis de los datos de la sonda Pioneer-Venus, que visitó Venus a finales de los setenta, respalda la presencia de fosfina, aunque no puede confirmarla.)

Con todo, algunos científicos albergaban dudas. En aquel momento, el científico del observatorio ALMA John Carpenter cuestionó la forma en que había analizado los datos el equipo original y sugirió que su procedimiento podría haber generado señales falsas.

Asimismo, en general los astrónomos buscan varias líneas espectrales producidas por la misma molécula para confirmar su presencia, observaciones que el equipo no tenía.

"¿Está ahí realmente la línea espectral y es significativa?", se pregunta Nixon. "Si hay una línea, ¿es fosfina? Y si lo es, ¿es vida?".

Doble verificación con otro telescopio

En el momento del anuncio, el equipo aún estaba intentando confirmar la detección en forma de líneas espectrales que pudieran observarse con telescopios infrarrojos, observaciones retrasadas por la actual pandemia. Ahora, un equipo diferente del que forman parte Greaves y Sousa-Silva, del equipo de la detección original, ha analizado Venus a partir de los datos de archivo de otro telescopio, el Infrared Telescope Facility de la NASA, en Hawái.

Estas observaciones, que datan del 2015, no indican una señal intensa de fosfina. Los autores del estudio, dirigido por Therese Encrenaz del Observatorio de París, concluyen que los datos establecen un límite máximo en el nivel de fosfina que es posible que exista en la atmósfera de Venus, que es un cuarto de la cantidad detectada originalmente. Las observaciones también sugieren que la fosfina tendría que estar a altitudes por encima de las nubes del planeta, algo que los astrónomos consideran improbable porque el gas enseguida se degradaría.

Sousa-Silva sugiere varias explicaciones posibles de la ausencia de fosfina en las observaciones infrarrojas. Las cantidades de fosfina podrían variar con el paso del tiempo o las observaciones infrarrojas podrían no haber explorado las nubes a la profundidad suficiente para detectar el gas en los niveles registrados. El equipo no está de acuerdo necesariamente en la altitud que miden las observaciones infrarrojas.

"Creo en el trabajo de Encrenaz, así que ahí no hay fosfina", afirma Sousa-Silva. "Pero ¿dónde está ese ahí? ¿A qué altitud estamos estudiándolo? ¿Y significa esto que estamos examinándolo a la profundidad suficiente y que no hay fosfina porque nunca ha estado ahí? ¿Quiere decir que no hay fosfina porque es variable? ¿O significa que no lo examinamos a tanta profundidad como pensábamos?".

Otro análisis de los datos

Aunque Encrenaz y los miembros del equipo del descubrimiento revisaron los datos del IRTF, otros dos equipos reprocesaron los datos originales utilizados para la detección. Ninguno de los nuevos análisis independientes de esos datos desveló indicios fiables del gas.

El primer grupo, que consta de más de dos docenas de investigadores, no halló evidencias de fosfina ni en los datos del JCMT ni en los del ALMA. El JCMT sí detectó una línea espectral en la frecuencia adecuada, pero el equipo sugiere que puede explicarla el dióxido de azufre de la atmósfera de Venus, que genera una línea espectral en el mismo lugar.

"Es un gas muy conocido en Venus", afirma Nixon. "No es polémico en absoluto".

Ha sido más complicado analizar los datos del ALMA, que produce observaciones en muy alta resolución. Los objetos cercanos y brillantes como Venus pueden resultar problemáticos para los telescopios ultrasensibles como ALMA. Para extraer una señal de las observaciones de Venus, los astrónomos tuvieron que retirar el ruido de radio producido por la atmósfera de la Tierra, por el propio Venus e incluso por el instrumental del observatorio.

"Es una reducción de datos muy complicada", señala Bryan Butler, del Observatorio Nacional de Radioastronomía, que estudia objetos del sistema solar utilizando el ALMA y que ha trabajado en el nuevo análisis. "Venus es un objeto muy brillante, es grande e incluso su detección de la línea, si fuera real, es una línea tenue".

Además, para complicar la situación aún más, hace poco el observatorio ALMA identificó un error en su sistema de calibración que produjo un espectro de Venus con mucho ruido. "Los datos son caóticos, ruidosos y delicados", afirma Sousa-Silva. (ALMA ha retirado los datos originales de Venus del archivo y ahora los está reprocesando.)

Mediante una técnica denominada ajuste polinomial, el equipo del descubrimiento original buscó la línea espectral de la fosfina retirando matemáticamente el ruido de fondo en torno a la región del espectro donde debería estar la fosfina. En teoría, este tipo de análisis permite que los astrónomos predigan qué partes de las observaciones son ruido y cuáles son señales reales. Cuando el equipo retiró el ruido del espectro, los astrónomos concluyeron que la señal de fosfina era lo bastante significativa para describirla como detección.

En cambio, otros astrónomos se muestran escépticos respecto al procesamiento de datos del equipo. Para extraer la señal de fosfina de un conjunto de datos caótico, el equipo sustrajo el ruido de fondo mediante polinomio de alto grado, lo que quiere decir que se utilizaron más variables de lo habitual para elaborar un modelo de los datos. Asimismo, el equipo modelizó el ruido de fondo examinando las partes del espectro fuera del área donde esperaban encontrar una señal de fosfina, un método que normalmente impide que el ruido desconocido oculte una posible señal. Sin embargo, combinar un polinomio de alto grado con un conjunto de datos con ruido posibilita crear artificialmente una señal falsa donde estaría la fosfina.

"Siempre puedes mejorar el ajuste de un conjunto de datos añadiendo más variables, pero hay que definir una métrica que te diga dónde parar", afirma Meredith MacGregor, astrónomo de la Universidad de Colorado, Boulder. "En algún momento acabas ajustando el ruido e inflando señales que no son reales".

Butler descargó los datos del ALMA y empezó de cero, rehaciendo algunas de las calibraciones iniciales, y después procesó los datos como lo haría normalmente. No halló pruebas de fosfina en el espectro del planeta.

"Yo solo utilicé lo que, por experiencia, son las mejores prácticas para reducir este tipo de datos", afirma Butler. "Si no lo haces como lo hacen ellos, no se obtiene este rasgo [de fosfina]". Por otra parte, cuando sus colegas trataron los datos empleando los mismos métodos que el equipo del descubrimiento original, desvelaron que el ajuste polinomial podía producir líneas espectrales falsas.

Otro análisis de los datos del ALMA, dirigido por Ignas Snellen del Observatorio de Leiden y sus colegas, tampoco descubrió ningún indicio de fosfina. Igualmente, ese equipo indicó que el ajuste polinomial de alto grado podía crear varias líneas espectrales falsas.

"Han demostrado que este proceso de ajuste puede resultar muy problemático", afirma Nixon. "Es muy temperamental y puede producir rasgos con la misma facilidad que los quita. Al final, uno no puede estar seguro de lo que ves".

Greaves y su equipo se han negado a hacer comentarios respecto a los nuevos análisis de las observaciones del ALMA hasta que el observatorio haya tenido la oportunidad de reprocesar los datos.

Una búsqueda en curso

Estos intentos de confirmar el descubrimiento de fosfina son precisamente la forma en que debe funcionar la ciencia, como indican muchos de los astrónomos. La repetición independiente no es tan habitual como debería, aunque sí es una parte fundamental de la verificación de descubrimientos. La resolución final sobre la presencia de fosfina en Venus tendrá que esperar a que los nuevos análisis sean sometidos a revisión científica externa y publicados —y después investigados minuciosamente— y quizá a que se realicen más observaciones del planeta.

"Necesitamos observaciones de seguimiento para no depender de unos cuantos conjuntos de datos con mucho ruido", explica Sousa-Silva. "La lección es que hay que exigir más análisis y más datos".

Con el paso del tiempo, los investigadores están seguros de que llegarán al fondo del misterio de la fosfina. "Creo que la ciencia se autocorrige e, idealmente, hoy en día, con internet y todo eso, no nos llevará años autocorregir estas cosas", afirma Nixon.

Las alegaciones extraordinarias exigen evidencias extraordinarias. "Si el resultado es incorrecto, no sería la primera vez", señala Butler.