Descubierto un rastro nunca visto del ox¨ªgeno en Marte

Detectar la luz verde que se produce al interactuar los rayos del sol con los ¨¢tomos de ox¨ªgeno en la atm¨®sfera de la Tierra es relativamente f¨¢cil. Millones de plantas aportan este elemento en cantidades suficientes para causar fen¨®menos como las auroras polares o la raya verde visible, principalmente de noche, desde el espacio. Sin embargo, localizar un fen¨®meno similar en otros planetas era, hasta ahora, un planteamiento te¨®rico que no cuadraba con las medidas experimentales. Una modificaci¨®n de la orientaci¨®n del instrumento NOMAD, a bordo de la misi¨®n TGO-ExoMars, de las agencias espaciales europea y rusa, ha conseguido detectar, por primera vez, la raya verde en Marte. Este hallazgo, publicado en Nature Astronomy, permite idear f¨®rmulas para identificar fuentes de ox¨ªgeno en otros cuerpos celestes y analizar de forma m¨¢s precisa la densidad y composici¨®n de la atm¨®sfera, algo fundamental para las futuras misiones que prev¨¦n el aterrizaje en el planeta rojo.

Jos¨¦ Juan L¨®pez-Moreno, del Instituto de Astrof¨ªsica de Andaluc¨ªa (IAA), comenz¨® su carrera teorizando sobre el fen¨®meno de la raya verde en la tesina de licenciatura. La tecnolog¨ªa embarcada en la misi¨®n europea a Marte ha permitido confirmar sus hip¨®tesis cuando est¨¢ a punto de jubilarse, aunque no de retirarse del estudio del espacio exterior. ¡°Nunca se hab¨ªa visto, salvo en Venus¡±, afirma el astrof¨ªsico, que ha colaborado desde Espa?a en el hallazgo.

La luz del sol interact¨²a con los ¨¢tomos que componen la atm¨®sfera y generan distintas longitudes de onda seg¨²n el elemento qu¨ªmico que sea excitado por los rayos. En el caso del ox¨ªgeno, el resultado es una raya verde que se usa como se?al de la existencia de un gas fundamental para la vida.

¡°El descubrimiento de la presencia de la l¨ªnea verde del ox¨ªgeno at¨®mico en la atm¨®sfera de Marte abre una ventana para el estudio del comportamiento de esta y la fotoqu¨ªmica de este planeta¡±, explica L¨®pez-Moreno.

La detecci¨®n ha sido posible gracias a un cambio en la orientaci¨®n del rastreador de gases del NOMAD, uno de los instrumentos que orbita Marte desde 2016 como parte de la misi¨®n europea ExoMars. Este dispositivo observa en vertical las columnas de nubes, polvo y ozono en la cara iluminada de Marte. El cambio de orientaci¨®n para mirar al limbo del planeta ha permitido el hallazgo de ox¨ªgeno a 80 y 120 kil¨®metros de altura.

Nuestra descripci¨®n de los mecanismos de excitaci¨®n del ox¨ªgeno atmosf¨¦rico es correcta en un ambiente bien diferente al terrestre y, por tanto, exportable a otros mundos

Miguel ?ngel L¨®pez-Valverde, investigador del Instituto de Astrof¨ªsica de Andaluc¨ªa

¡°Era esperable [ya que los modelos te¨®ricos lo prev¨¦n], pero dif¨ªcil de observar. Por fin la hemos encontrado, afirma Miguel ?ngel L¨®pez-Valverde, tambi¨¦n investigador del IAA en una comunicaci¨®n del CSIC. ¡°Nuestra descripci¨®n de los mecanismos de excitaci¨®n del ox¨ªgeno atmosf¨¦rico es correcta en un ambiente bien diferente del terrestre y, por tanto, exportables a otros mundos¡±, comenta en referencia a la importancia del hallazgo para buscar ox¨ªgeno en otros cuerpos celestes.

¡°Hemos encontrado una nueva y m¨¢s precisa forma de medir las concentraciones de ox¨ªgeno y el perfil de estas. Podemos hacer un seguimiento de la estructura de la atm¨®sfera a partir del producto de la radiaci¨®n solar. Antes se usaba el NOMAD para medir en vertical, pero ahora, al mirar tambi¨¦n al limbo, hemos descubierto m¨¢s informaci¨®n de las capas. No busc¨¢bamos la raya verde sino ozono y otros elementos, pero el hallazgo es fundamental¡±, a?ade L¨®pez-Moreno.

Sin signos de vida en Marte

El descubrimiento en el que ha colaborado el IAA no supone que haya un bosque inadvertido en Marte. Los investigadores concluyen que la raya verde se produce por la disociaci¨®n de las mol¨¦culas de di¨®xido de carbono, las m¨¢s abundantes en la atm¨®sfera marciana. Es durante la ruptura de estas mol¨¦culas cuando los ¨¢tomos de ox¨ªgeno interact¨²an con la radiaci¨®n del sol y generan la luz verdosa.

No es la primera vez que el IAA pone en su sitio a quienes han querido ver rastros de vida en el planeta rojo. Hace un a?o, la agencia espacial norteamericana (NASA) inform¨® de la detecci¨®n, por parte el rover Curiosity (el laboratorio m¨®vil situado en la superficie de Marte), de la ¡°mayor cantidad de metano que se haya medido durante la misi¨®n¡±. El metano puede ser de origen org¨¢nico o geol¨®gico. La primera hip¨®tesis despert¨® el sue?o de haber detectado indicios de vida en el planeta rojo. Sin embargo, el equipo del mismo orbitador que ahora ha descubierto el rastro del ox¨ªgeno lo desminti¨®. ¡°No hay metano en Marte ni lo ha habido en los ¨²ltimos 350 a?os¡±, afirm¨® entonces L¨®pez-Moreno.

Una investigaci¨®n publicada en Nature y avalada por casi medio centenar de cient¨ªficos reflej¨® que las mediciones publicadas por la NASA ¡°contradicen la f¨ªsica atmosf¨¦rica m¨¢s elemental, ya que es imposible que solo est¨¦ concentrado en una zona¡±, seg¨²n L¨®pez-Moreno. Se pudo tratar de un error en la lectura de la espectrograf¨ªa o que la fuente del gas sea el propio rover Curiosity, ya que puede concentrar hasta 1.000 veces m¨¢s metano que el que pudiera existir en la atm¨®sfera.

Pero m¨¢s all¨¢ de la existencia de vestigios de vida o de gases fundamentales para la vida, el hallazgo de la raya verde ha desvelado, adem¨¢s de la validez de los modelos de f¨ªsica at¨®mica, una nueva forma de aplicar la t¨¦cnica que lo ha hecho posible en la Tierra y en otros planetas para precisar la composici¨®n atmosf¨¦rica en zonas inaccesibles para las mediciones directas. ¡°Una vez m¨¢s, la exploraci¨®n espacial ha permitido resolver problemas de otra forma irresolubles¡±, destaca L¨®pez-Moreno.

Si la l¨ªnea verde en un exoplaneta fuese mucho m¨¢s intensa que la emisi¨®n que acabamos de descubrir en Marte, comparable o mayor que la intensidad observada en la Tierra, podr¨ªa ser un indicador indirecto de alg¨²n tipo de vida

Miguel ?ngel L¨®pez-Valverde

¡°Puede tener gran inter¨¦s para el estudio de las atm¨®sferas de los planetas en otros sistemas solares y la b¨²squeda de se?ales de vida. Si la l¨ªnea verde en un exoplaneta fuese mucho m¨¢s intensa que la emisi¨®n que acabamos de descubrir en Marte, comparable o mayor que la intensidad observada en la Tierra, podr¨ªa ser un indicador indirecto de alg¨²n tipo de vida capaz de realizar alg¨²n tipo de fotos¨ªntesis¡±, apunta Miguel ?ngel L¨®pez-Valverde.

¡°Adem¨¢s, conocer el comportamiento y la composici¨®n de la atm¨®sfera es fundamental, por ejemplo, para conocer la distribuci¨®n de la presi¨®n, un elemento fundamental para planificar los aterrizajes¡±, a?ade L¨®pez-Moreno.

El objetivo principal de la segunda parte de la misi¨®n ExoMars, que despegar¨¢ en 2022, tras un aplazamiento, es situar en el planeta el rover Rosalind Franklin, que incluye un perforador de la superficie y un laboratorio de b¨²squeda de vida presente o pasada.

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