ASTRONÓMICA

Conferencia de la Astronómica de Sabadell. Florence Libotte, 27 de mayo de 2026.

Según la NASA, hoy en día tenemos confirmados 6.291 exoplanetas, que se reparten en tres grandes grupos: un primer tercio son gigantes gaseosos, similares a Júpiter, incluso más grandes que él; otro tercio corresponde a lo que llamamos supertierras: planetas rocosos, pero mayores que la Tierra; y luego tenemos los parecidos a Neptuno. Y después, hay un pequeño porcentaje restante, alrededor del 4 %, que son planetas parecidos a la Tierra. Eso no significa que solo representen el 4 % del universo, sino simplemente que son los más difíciles de detectar porque son muy pequeños.

¿Cómo se detectan? Pues el principal método para detectar exoplanetas es el método del tránsito, es decir, con fotometría. El 75 % de los planetas que conocemos se han descubierto mediante esta técnica.

Actualmente hay una serie de misiones e instrumentos para detectar y estudiar exoplanetas. Por ejemplo, CARMENES, situado en Calar Alto, que es un espectrógrafo que ha proporcionado muchísimos resultados sobre exoplanetas. También tenemos misiones espaciales como TESS, que está aportando una enorme cantidad de información y detectando muchísimos tránsitos de exoplanetas -aún por confirmar-. Después tenemos la misión PLATO, que se lanzará, creo, a principios del año que viene, y que se dedicará precisamente a buscar aquello tan difícil de detectar: planetas similares a la Tierra. Y también quiero mencionar la misión Ariel, un satélite que probablemente se lanzará a finales de 2029 o principios de 2030. Ariel también estará orientado al estudio de exoplanetas, pero en este caso se centrará en analizar sus atmósferas para determinar de qué están hechas: si contienen oxígeno, helio, hidrógeno, etcétera.

¿Qué es un tránsito? Un tránsito es, básicamente, un eclipse. Cuando un planeta pasa por delante de su estrella, se produce una disminución de la intensidad de la luz. El planeta es opaco y, al tapar una pequeña parte de la estrella, nos llegan menos fotones. Primero observamos la estrella sin ningún tránsito; la luz permanece estable. Pero cuando el planeta pasa por delante, aparece una pequeña disminución en la curva de luz.

Aquí tenéis tres ejemplos de curvas de luz (figura 1) de nuestro grupo Uranian: WASP-12b, TOI-1272 y WASP-156b. El primero tiene además un valor sentimental especial porque fue el primer tránsito que obtuvimos con el IAC-80, un telescopio de 80 centímetros situado en Canarias.

Figura 1. Tres curvas de luz de tres tránsitos

También existen los tránsitos secundarios. Los que trabajáis con binarias conocéis el concepto de mínimo primario y mínimo secundario. Aquí ocurre algo parecido. Hay muy pocos tránsitos secundarios detectados -menos de 60- porque requieren telescopios muy grandes. En ellos, se intenta medir la luz reflejada por el planeta.

De las curvas de luz de los tránsitos podemos obtener información del exoplaneta. En primer lugar, su tamaño. Si el tránsito es muy profundo, podemos intuir que el planeta es grande, en cambio, si la disminución es pequeña, probablemente el planeta también lo sea. Pero siempre en relación con el tamaño de su estrella.

También podemos conocer el período orbital, que es el tiempo que transcurre entre dos tránsitos consecutivos. Se toma el momento medio del tránsito —el llamado mid-transit— y se mide la separación temporal entre ambos eventos. Mientras preparaba esta charla me pregunté cuál sería el planeta con el período orbital más corto conocido, y la verdad es que me sorprendió muchísimo: diecisiete minutos.

Para determinar la distancia entre la estrella y el planeta recurrimos a las leyes de Kepler, especialmente a la tercera ley, que relaciona el período orbital con la distancia. Con las unidades adecuadas, la fórmula queda muy sencilla:

a³ = M · P²

Donde a es la distancia, P el periodo y M la masa de la estrella.

También podemos medir la duración del tránsito. Esto nos interesa mucho a los observadores porque queremos saber exactamente cuándo empieza y cuándo termina el tránsito. Para ello, primero calculamos la velocidad orbital: tomamos el recorrido total de la órbita y la dividimos entre el período orbital; y después podemos estimar la duración del tránsito, que depende básicamente del diámetro de la estrella y de su velocidad orbital.

T = 2R / v

En el caso del planeta que tarda diecisiete minutos en orbitar su estrella, el tránsito duraría unos 28 milisegundos.

Además, podemos calcular el parámetro de impacto, que nos dice por dónde cruza el planeta el disco de la estrella. Si cruza por el ecuador, el parámetro (b) vale 0, si cruza justo por el límite superior vale 1 y si cruza por el límite inferior vale -1 (figura 2).

Figura 2. Parámetro de impacto

Esto nos interesa porque aporta información sobre la configuración geométrica del sistema.

También podemos estimar la temperatura del planeta porque conocemos aproximadamente la temperatura de la estrella mediante modelos y acabamos de calcular la distancia orbital. Con ello, obtenemos la llamada temperatura de equilibrio del planeta.

T = T* · (R/2a)^(1/2) · (1 − A)^(1/4)

Donde T* es la temperatura de la estrella, R el radio de la estrella, a la distancia estrella-planeta i A el albedo del planeta

La gran mayoría de los exoplanetas conocidos tienen temperaturas muy elevadas.

En la web exoplanet.eu se pueden hacer muchos gráficos distintos. Se puede elegir qué parámetro se quiere representar en cada eje: temperatura, diámetro, parámetro de impacto, período orbital, etcétera. Además, se pueden aplicar filtros: solo planetas pequeños, solo gigantes gaseosos, solo planetas templados… Es una herramienta muy versátil. Os muestro el gráfico temperatura-periodo orbital (figura 3).

Figura 3. Temperatura-periodo orbital de muchos exoplanetas

Y más allá de estos parámetros físicos, hay algo muy interesante: gracias a los exoplanetas también estamos aprendiendo mucho sobre las propias estrellas. Por ejemplo, en este caso de WASP-52, aparece una pequeña irregularidad, una especie de joroba en la curva de luz (figura 4). Esto significa que el planeta estaba pasando por delante de una mancha estelar. Y no una manchita precisamente, sino una mancha bastante grande.

Figura 4. Curva del tránsito de Wasp-52b

La doctora Mayuko consiguió determinar, a partir de muchos tránsitos, cómo se desplazaba esa mancha sobre la superficie estelar. Así que fijaos hasta dónde puede llegar la fotometría de tránsito.

Nosotros, básicamente medimos el momento de inicio y el final del tránsito y calculamos el parámetro O-C (observado menos calculado). Lo que hacemos es comparar cuándo debería ocurrir el tránsito según los cálculos y cuándo ocurre realmente. Si el valor es menor que cero significa que el tránsito se adelanta, y si es mayor significa que se retrasa.

Estas variaciones pueden deberse a muchas causas: quizá haya que recalcular el período orbital, quizá la órbita sea más excéntrica de lo esperado o incluso podría haber otros cuerpos perturbando el sistema. Por eso, estas curvas de luz proporcionan muchísima información y se utilizan en numerosos campos de la astrofísica, no solo en exoplanetas, sino también en estrellas variables o sistemas binarios.

A veces, esa impuntualidad es periódica tiene un patrón, no es algo caótico, sino que sigue un comportamiento ordenado. Lo que ocurre es que el planeta tiene un “hermano”, otro planeta, y resulta que muestra exactamente el mismo comportamiento. Sin ver el hermano, podemos deducir que existe por el atraso o el adelanto de los tránsitos.

Muchas veces encontramos que las órbitas de los planetas tienen resonancia. Esto significa que sus periodos tienen una relación múltiple. Así, se llama resonancia 2:1 si uno tiene un periodo que es el doble que el otro. También hay resonancias 3:2, 4:3, etc. Las resonancias son extremadamente importantes porque, igual que las variaciones de tránsito (llamados TTV, Transit Timing Variations), nos llevan a descubrimientos muy interesantes.

Las resonancias no solo existen en exoplanetas, sino también en nuestro propio Sistema Solar. Así, por ejemplo, entre Venus y la Tierra hay una resonancia 3:2, y entre la Tierra y Marte una resonancia 2:1.  Y si vamos más allá, entre Plutón y Neptuno también hay una resonancia 3:2. Pero también ocurre entre los satélites de Júpiter, ya que entre Ío, Europa y Ganímedes hay una resonancia 4:2:1.

Os explico todo esto porque gracias a las resonancias y a las variaciones temporales de tránsito podemos descubrir sistemas planetarios realmente extraordinarios.

Os muestro el famoso sistema TRAPPIST-1 porque es un sistema con siete planetas rocosos, similares en tamaño a la Tierra. Y además, algunos se encuentran en la llamada zona habitable. Los descubrieron utilizando estas variaciones temporales de tránsito. Cuando vieron que había estas variaciones, buscaron otros planetas con distintas resonancias y fueron descubriendo progresivamente todos los planetas del sistema, cada vez más alejados de la estrella. En este caso, las resonancias son las siguientes: 8:5, 5:3, 3:2, 3:2, 4:3 y 3:2.

Aquí tenéis una comparación entre el sistema TRAPPIST-1 y nuestro sistema solar (figura 5). Todos los planetas de este sistema se encuentran mucho más cerca de su estrella que Mercurio del Sol. Además, todos ellos son muy pequeños y tienen densidades como los planetas rocosos del Sistema Solar.

Figura 5. Sistema Solar y Trappist-1

Como se puede ver, esta técnica de los TTV permite medir masas extremadamente pequeñas. Mientras que con la técnica clásica de velocidad radial se mide el pequeño “bamboleo” de la estrella causado por la gravedad de un planeta masivo, con los TTV hacemos algo diferente: en lugar de medir ese pequeño movimiento físico de la estrella, medimos adelantos y retrasos de minutos o segundos en los tránsitos. Y eso es mucho más fácil de medir con precisión.

Hablando de masas, hay un pequeño debate sobre cuál es exactamente el límite de masa para considerar un objeto como planeta. Recordemos que una estrella necesita aproximadamente entre 75 y 80 masas de Júpiter para iniciar la fusión del hidrógeno. Las enanas marrones ocupan una zona intermedia, aproximadamente entre 13 y 75 masas de Júpiter. Por debajo de 13 masas de Júpiter ya hablamos normalmente de gigantes gaseosos. Pero en esa zona intermedia las cosas no siempre están claras. Las diferencias están en la formación de estos astros y la presencia de litio. 

Tatooine

Tatooine, en Star Wars, es un planeta que orbita dos soles. Y eso nos lleva directamente al problema de los tres cuerpos: dos estrellas y un planeta interactuando gravitatoriamente. ¿Existen planetas de este tipo que giran alrededor de dos estrellas?

Durante mucho tiempo se pensó que era imposible que existieran planetas en sistemas binarios, ya que se creía que todo acabaría expulsado por las perturbaciones gravitatorias. Pero en 1999 el señor Dvorak calculó que incluso en sistemas de tres cuerpos podían existir zonas estables, algo parecido a los puntos de Lagrange. Más tarde otros investigadores desarrollaron estos estudios y, finalmente, las observaciones confirmaron que efectivamente sí existen planetas en sistemas binarios. Y además, hay de dos tipos principales: los de tipo S y los de tipo P.

Tipo S (de satélite): en estos sistemas el planeta no orbita las dos estrellas, sino solo una de ellas, normalmente la más masiva. Para ello, el planeta debe permanecer muy cerca de su estrella (su distancia orbital no puede superar aproximadamente un tercio de la separación entre las dos estrellas). Este es, con diferencia, el tipo más común, y ya se conocen más de 800 planetas en sistemas binarios de este tipo.

Tipo P (de planeta): en estos sistemas el planeta orbita las dos estrellas conjuntamente, tiene una órbita circumbinaria. Y aquí ocurre justo lo contrario que antes: el planeta tiene que estar muy lejos de las dos estrellas para que la órbita sea estable. De estos sistemas hay muy pocos: apenas unas decenas confirmadas, pero últimamente se han añadido 27 posibles candidatos más.

Y ahora viene una cuestión muy interesante: ¿podrían estos sistemas ser favorables para la vida? Pues sorprendentemente, algunos estudios indican que sí. Primero, porque estos planetas suelen encontrarse relativamente lejos de sus estrellas, igual que la Tierra respecto al Sol. Eso favorece condiciones térmicas más moderadas. Además, la dinámica de las dos estrellas puede generar ciclos estacionales complejos. Y sabemos que las estaciones han sido importantes para la vida en la Tierra porque crean alternancia entre periodos de actividad y reposo. También podrían existir condiciones adecuadas para la presencia de agua líquida. Y hay otro aspecto interesante: la configuración binaria puede ofrecer cierta protección frente a radiación ultravioleta intensa y vientos solares especialmente energéticos.

¿Podría existir un sistema binario donde cada estrella tuviera además su propio sistema planetario? Todo indica que sí. De hecho, una investigación muy importante realizada desde el Instituto de Astrofísica de Andalucía —por Sebastián Zúñiga y Francisco Pozuelos— descubrió precisamente eso.

Por primera vez encontraron un sistema binario donde ambas estrellas poseen planetas terrestres en tránsito. El sistema se llama TOI-1337 y está formado por dos enanas rojas separadas por unas ocho unidades astronómicas. Primero midieron los períodos orbitales mediante tránsitos. Dos de los planetas tienen períodos de 2,28 y 3,49 días. Y resulta que esos valores muestran una resonancia 3:2. Eso significa casi con total seguridad que ambos planetas orbitan la misma estrella. Luego apareció un tercer planeta con un período de unos 2,03 días, y sabemos que no puede ser un planeta circumbinario porque las estrellas están separadas ocho unidades astronómicas y una órbita tan corta sería inestable. Así que la explicación más probable es que ese tercer planeta orbite la otra estrella.

Formación de sistemas planetarios

Y para terminar quería comentar brevemente el tema de la formación de sistemas planetarios. Los planetas nacen en discos protoplanetarios. Cuando se forma una estrella, alrededor queda un disco de gas y polvo. Y es precisamente en ese disco donde nacen los planetas.

Explicarlo de forma sencilla es fácil; entender realmente cómo se forman planetas rocosos, gigantes gaseosos y sistemas completos ya es muchísimo más complicado. Por ejemplo, se piensa que las irregularidades del disco —torsiones, huecos, brazos espirales o regiones más densas— podrían favorecer la formación de planetas.

Para entender cómo nacen los planetas, los astrónomos buscan sistemas extremadamente jóvenes, estrellas que acaban prácticamente de formarse. Y ahí aparecen las famosas estrellas T Tauri, las cuales representan la fase evolutiva inmediatamente anterior a una estrella estable. Todavía están colapsando gravitatoriamente. Aún no producen energía mediante fusión nuclear; simplemente se están contrayendo.

Hay un artículo de la revista Nature donde descubrieron un sistema de cuatro planetas orbitando una de estas estrellas jóvenes, con una edad de entre 15 y 30 millones de años. Estos planetas son enormes, varias veces mayores que la Tierra, pero lo realmente especial es su densidad extremadamente baja (0,08 g/cm³). De hecho, el artículo de Nature los describe literalmente como “ultra-low density exoplanets”.

Y aquí vuelven a aparecer los TTV. Los investigadores detectaron un planeta con un período orbital de 24 días. Luego aplicaron resonancias para buscar compañeros. Apareció otro planeta a 12 días, y otro más a 48 días. Y luego otro más a ocho días, otra vez en resonancia 3:2. Como puede verse, las resonancias son una herramienta increíblemente útil para los astrónomos porque permiten orientar muchísimo las búsquedas.

¿Cómo pueden existir planetas tan grandes y tan extremadamente ligeros? Los investigadores proponen varios mecanismos. Uno de ellos es el llamado “boil-off”, en el que el planeta nace dentro del disco protoplanetario y el propio disco ejerce cierta presión gravitatoria y térmica que mantiene confinada su atmósfera. Pero cuando el disco desaparece, el planeta queda “liberado” y su atmósfera se expande enormemente, como una olla a presión al abrirse. El resultado es un planeta muy inflado, enorme, pero extremadamente tenue.

Además, estas estrellas jóvenes son muy activas magnéticamente y generan vientos solares brutales. Eso provoca que los planetas pierdan masa continuamente. Y los científicos también han calculado que, dentro de miles de millones de años, estos planetas pasarán de sus radios actuales -de 5 a 10 radios terrestres- a 1 o 2 radios terrestres. La razón es que gran parte de esa enorme atmósfera externa contiene muy poca masa y terminará perdiéndose con el tiempo.

Coloquio

¿Cómo de optimista eres respecto a que, en un futuro cercano —digamos en diez años—, con toda esta explosión tecnológica, la inteligencia artificial, la computación cuántica, etc., podamos encontrar suficientes biomarcadores como para detectar posibles indicios de vida?
Sí, desde luego creo que hay motivos para el optimismo, especialmente viendo los telescopios que se están construyendo. En particular, el telescopio de 39 metros que se está instalando en Chile creo que dará muchísimas respuestas. Estoy bastante convencida de ello.

Al principio de la presentación comentaste que suponíais órbitas circulares. Como las órbitas de nuestro sistema solar son elípticas, quería saber si las órbitas elípticas son la norma o si existen circulares, elípticas, excéntricas…
Todas las órbitas de los planetas son elípticas. Lo que ocurre es que algunas son muy poco excéntricas y se aproximan muchísimo a una circunferencia, mientras que otras son mucho más ovaladas.

Me ha parecido muy curioso encontrar resonancias tan perfectas. Parece casi algo matemáticamente diseñado. Has mostrado relaciones como 8, 12 o 24 y resulta increíble.
Sí, y además este fenómeno aparece muy pronto. Hemos visto sistemas planetarios con apenas 15 o 20 millones de años que ya presentan resonancias orbitales.

Explicar exactamente por qué ocurre tiene mucho que ver con el problema de los tres cuerpos. Lo que he leído es que las órbitas resonantes se encuentran en una especie de frontera entre regiones estables e inestables del sistema dinámico. Ahí es donde los planetas “encuentran su camino”.

Conferencia de la Astronómica de Sabadell. Xavier Modamio, 3 de junio de 2026. 

El primer punto importante sobre la arqueoastronomía es que, de alguna manera, ha existido una especie de moda en torno a este tema. Mucha gente se ha interesado por la cuestión, pero también ha recibido numerosas críticas. Seguramente muchos recordaréis una época en la que había un señor que atribuía absolutamente todo a los extraterrestres. Actualmente, una de las críticas que se hacen a la arqueoastronomía es que algunos investigadores tienden a interpretar todo en clave astronómica.

Es una crítica que, hasta cierto punto, es aceptable. Para evitar caer en esa trampa, nosotros decidimos centrarnos exclusivamente en aquello que reconoce la UNESCO. Por tanto, hablaremos de lugares, objetos y evidencias catalogados por la UNESCO, a los que esta institución atribuye un valor patrimonial reconocido. De este modo evitamos discusiones sobre si una interpretación es más o menos especulativa.

La definición que da la UNESCO de patrimonio astronómico es la siguiente: el patrimonio astronómico es la evidencia relacionada con la práctica de la astronomía y con los usos y representaciones sociales de la astronomía.

La propia UNESCO distingue cuatro grandes categorías de elementos relacionados con la arqueoastronomía: monumentos y lugares, artefactos, conocimientos y la relación entre paisaje y cielo. Nosotros nos centraremos en las tres primeras.

Existe una página web muy interesante llamada Astronomical Heritage. La recomiendo porque permite descubrir muchas cosas y reúne elementos que la UNESCO considera relevantes desde el punto de vista astronómico. Naturalmente, siempre puede haber debate, pero se considera que existe una base sólida para su interpretación astronómica. Hoy solo haremos una pequeña selección, porque si intentáramos hablar de todos ellos necesitaríamos mucho más tiempo. Hay una gran cantidad de casos interesantes y nos limitaremos a comentar algunos de los más destacados.

Calendarios

Si nos fijamos en el patrimonio inmaterial, uno de los ejemplos más importantes son los calendarios. Se trata de sistemas desarrollados a lo largo de la historia y que, en muchos casos, tienen una clara base astronómica. Básicamente, podemos distinguir tres grandes tipos de calendario: el lunar, el solar y el lunisolar.

El calendario lunar se basa exclusivamente en las fases de la Luna. Es esa idea que aparece a menudo en las películas cuando alguien dice: «Nos veremos dentro de tres lunas». Era una manera muy práctica de medir el tiempo. De hecho, todavía hoy algunos calendarios se basan principalmente en la Luna, como por ejemplo el calendario musulmán.

Sabemos que las diferentes fases lunares se repiten de manera regular y que el ciclo completo tiene una duración media de unos 29 días y medio.

La gran ventaja de este sistema es que resulta muy fácil de seguir. Cualquier persona puede observar la Luna y situarse fácilmente dentro del mes. En el calendario musulmán y en el hebreo, el mes comienza con la aparición del primer creciente visible; en el calendario chino, con la luna nueva.

Los calendarios lunares siguen los ciclos lunares, son fáciles de calcular y tienen comienzos y finales muy evidentes. Su principal inconveniente es que no permiten seguir correctamente el ciclo de las estaciones, por lo que no resultan muy útiles para las sociedades agrícolas. Por ello han sido especialmente adecuados para pueblos nómadas, como muchas tribus norteamericanas o las poblaciones de la península Arábiga antes de la expansión de la agricultura.

Si pasamos al calendario solar, este se basa en el ciclo anual del Sol. Los primeros grandes calendarios solares fueron los egipcios. Los egipcios dependían de las crecidas del Nilo y necesitaban saber cuándo llegarían las inundaciones y los sedimentos que permitían la agricultura. Por ello les interesaba enormemente disponer de un calendario preciso.

Un elemento especialmente importante era la aparición helíaca de Sirio, es decir, su primera aparición visible antes de la salida del Sol. Este fenómeno coincidía aproximadamente con la llegada de las grandes inundaciones del Nilo.

La gran ventaja de los calendarios solares es que siguen correctamente las estaciones y resultan muy útiles para determinar los períodos de siembra y cosecha. Su inconveniente es que el inicio y el final de los períodos no son tan evidentes como en el caso lunar. Sin un calendario es muy difícil saber exactamente cuándo comienza el año.

Además, son sistemas más complejos y, históricamente, han requerido especialistas para calcularlos. A menudo esta función estaba en manos de los sacerdotes. De hecho, en muchas sociedades agrícolas una parte importante de las funciones sacerdotales consistía precisamente en la elaboración y mantenimiento de los calendarios.

Por último, tenemos los calendarios lunisolares, que intentan combinar las ventajas de los sistemas lunar y solar. Aquí aparece un importante problema matemático. El año solar dura aproximadamente 365,25 días, mientras que un mes lunar dura unos 29,5 días. Esto hace que doce meses lunares sumen únicamente unos 354 días. Por tanto, ambos ciclos no coinciden. Cada año lunar queda aproximadamente once días por debajo del año solar.

Para solucionar este problema, algunos calendarios, como el hebreo, incorporan periódicamente un mes adicional. Aproximadamente cada dos o tres años se añade un decimotercer mes para volver a sincronizar el calendario con las estaciones. Este procedimiento es característico de los calendarios lunisolares.

El Disco de Nebra

Si pasamos a los objetos, encontramos toda una serie de artefactos que se interpretan como elementos con significado astronómico.

Uno de los ejemplos más fascinantes es el Disco de Nebra (figura 1). Tiene una antigüedad de entre 3.600 y 4.000 años y fue descubierto en Nebra, Alemania. Se trata de un disco de unos treinta centímetros de diámetro y muy fino, prácticamente como un disco de vinilo.

Tiene una cara decorada con incrustaciones metálicas y otra completamente lisa.

Figura 1. Disco de Nebra

Fue hallado en Nebra, en una zona asociada a la cultura de Únětice, una cultura de la Edad del Bronce que se desarrolló en Europa Central hace aproximadamente 3.600 años. Esta cultura ocupaba una amplia región del centro de Europa, y Nebra se encontraba dentro de este ámbito cultural.

Aunque estamos hablando de hace unos 3.600 años, ya existía una organización social muy estructurada, con una clara jerarquía y élites dirigentes. Era, evidentemente, una sociedad eminentemente agrícola.

Como os decía, el disco es de bronce con incrustaciones de oro. También es interesante destacar que las espadas encontradas a su lado son claramente espadas ceremoniales. Aunque eran de bronce, incorporaban elementos de oro, lo que las hacía poco prácticas para el combate real.

Si observamos el disco con detalle, podemos identificar diversos elementos. La gran circunferencia podría representar el Sol o la Luna llena, aunque no existe un consenso absoluto sobre esta cuestión. En cambio, lo que parece bastante claro es que aparece la figura de la Luna en cuarto creciente. A su alrededor se representan numerosas estrellas.

En la parte inferior encontramos un elemento que algunos interpretan como un arco celeste, mientras que otros consideran que representa una barca solar. Si os fijáis bien, parece que pueden distinguirse una especie de remos. Según esta interpretación, sería una representación semejante a la barca solar egipcia, que transportaba el Sol durante la noche para que pudiera reaparecer al día siguiente. Las cronologías son aproximadamente contemporáneas y esto ha llevado a algunos investigadores a plantear posibles influencias culturales.

El otro elemento realmente fascinante es el pequeño grupo de estrellas que aparece representado: se trata de las Pléyades. El resto de las estrellas parecen distribuidas de forma bastante aleatoria. Diversos investigadores han estudiado su disposición y no han encontrado un patrón claro. En cambio, la representación de las Pléyades es inequívoca.

A partir de aquí han surgido diversas interpretaciones. Una de las más conocidas sostiene que, si nos situamos en la cima de Mittelberg, donde fue hallado el disco, y lo orientamos correctamente, los dos arcos laterales indican aproximadamente la posición de la salida del Sol durante el solsticio de verano y el solsticio de invierno.

Otra interpretación afirma que esta configuración celeste podría indicar el momento en que debía añadirse un mes intercalar para ajustar un calendario lunisolar. Dicho de otro modo, esta cultura podría haber utilizado un calendario que combinaba los ciclos del Sol y de la Luna y sabía cuándo era necesario añadir un mes suplementario para mantenerlos sincronizados.

Naturalmente, se trata de interpretaciones y no de certezas absolutas. Sin embargo, esta es la lectura que realizan actualmente diversos especialistas, incluidos los investigadores del Museo Estatal de Halle, donde se conserva el disco.

Sombreros de oro

Los llamados sombreros de oro tienen una antigüedad de entre 2.800 y 3.400 años. Corresponden a la Edad del Bronce europea y se asocian principalmente a la cultura de los túmulos, que se desarrolló en gran parte de Europa Central. Posteriormente, esta tradición cultural evolucionó hacia la cultura de los campos de urnas, aún más extensa y con influencia incluso en la península Ibérica. Se cree que fue durante este período cuando se fabricaron estos extraordinarios objetos.

Actualmente se conocen cuatro ejemplares principales. El más antiguo es el de Avanton, en Francia; después encontramos el de Schifferstadt, en Alemania, con unos 3.300 años de antigüedad; también está el de Ezelsdorf-Buch, de unos 3.000 años; y finalmente el famoso Sombrero de Oro de Berlín (figura 2), llamado así porque se conserva en el Museo de Berlín, aunque probablemente fue descubierto en la región de Suabia.

Figura 2. El sombrero de Berlín

Como siempre, existen diversas interpretaciones. La más aceptada es que eran utilizados por sacerdotes o personajes de alto rango y que simbolizaban no solo poder, sino también conocimiento.

Si observamos el sombrero de Ezelsdorf-Buch, veremos que está dividido en varias franjas decoradas con patrones geométricos muy elaborados y perfectamente simétricos.

En el caso del Sombrero de Oro de Berlín, que es el más grande y también el más estudiado, observamos una enorme cantidad de símbolos y marcas distribuidos en diferentes bandas. Algunos motivos presentan más círculos concéntricos y otros menos, y la combinación resulta extraordinariamente compleja. Aquí aparece una de las interpretaciones más sorprendentes.

El arqueólogo alemán Wilfried Menghin propuso en el año 2000 que estos sombreros funcionaban como una especie de calendario lunisolar. Según su teoría, cada franja y cada grupo de símbolos representaría determinados períodos de tiempo que permitirían calcular ciclos lunares y solares.

Si la interpretación es correcta, el sistema permitiría calcular fechas con un margen de error inferior al 0,5 %, una precisión extraordinaria para la época.

Capa de oro y carro solar

De la misma cronología conocemos también otros objetos muy interesantes, como la capa de oro de Mold, descubierta en Gales (figura 3). Probablemente se trata de una pieza ornamental femenina, aunque no se descarta que tuviera algún significado ritual.

También es especialmente destacado el carro solar de Trundholm, descubierto en Dinamarca. Como puede verse claramente, representa un caballo que arrastra un gran disco solar. No sabemos exactamente cuál era su función, pero es evidente que el disco simboliza el Sol.

Una de las interpretaciones más interesantes es que el caballo transporta el Sol durante el día, de este a oeste. En la cara posterior del disco no hay decoración dorada, lo que podría representar el trayecto nocturno, cuando el Sol es invisible.

Figura 3. Capa de oro y carro solar

El cometa Halley

Hablemos ahora del cometa Halley, que seguramente conocéis mejor que yo. No es un hallazgo arqueológico, pero sí ha dejado numerosas evidencias históricas, ya que pasa cada 75 o 76 años y es conocido desde hace siglos.

A lo largo de la historia ha habido varias apariciones especialmente destacadas. Una de las más famosas es la del año 1066. Aquel año el cometa fue observado de manera espectacular y coincidió con la muerte del rey Harold II de Inglaterra en la batalla de Hastings. Posteriormente, Guillermo el Conquistador ocupó el trono inglés.

Como desde la Antigüedad los cometas habían sido interpretados con frecuencia como presagios de desgracias o grandes cambios, muchos contemporáneos asociaron la aparición del Halley con estos acontecimientos. Esta relación quedó inmortalizada en el famoso Tapiz de Bayeux (figura 4).

Si observamos el tapiz con detalle, vemos varias figuras contemplando un objeto brillante en el cielo. Hoy sabemos que se trata de una representación del cometa Halley.

Figura 4. Tapiz de Bayeux con el cometa Halley

Otra aparición especialmente famosa fue la de 1910. En aquella época se llegó a hablar del «cometa del fin del mundo», porque se había detectado que su cola contenía gases como el cianógeno. Algunas personas llegaron a creer que, cuando la Tierra atravesara la cola del cometa, se produciría una catástrofe global. Como podéis imaginar, no ocurrió absolutamente nada.

El atlas estelar chino

Pasemos ahora a otro objeto muy interesante: el Atlas Estelar Chino del siglo XII. Se considera el primer atlas estelar impreso que se conoce. En él aparecen numerosas constelaciones, algunas más fáciles de reconocer que otras.

Este atlas constituye una prueba del elevado nivel de desarrollo alcanzado por la astronomía china, que durante siglos llevó a cabo observaciones sistemáticas del cielo y elaboró catálogos muy detallados de estrellas y fenómenos celestes.

Las cuevas de Lascaux

Si pasamos a los yacimientos arqueológicos, entramos ya en el ámbito de las grandes estructuras que no pueden transportarse y que se conservan in situ.

Un ejemplo destacado son las cuevas de Lascaux (Francia) y su posible panel astronómico, con una antigüedad de entre 15.000 y 17.000 años. Encontramos allí una serie de elementos muy interesantes. Algunos investigadores han identificado calendarios naturales, posibles calendarios astronómicos, representaciones de asterismos e incluso una especie de cosmografía arcaica.

En primer lugar, muchos de los animales representados parecen corresponder a momentos estacionales muy concretos. Por ejemplo, los ciervos aparecen a menudo durante la época de la berrea, es decir, al comienzo del otoño. Los machos muestran sus grandes astas y se encuentran en período reproductivo.

También aparecen rebaños de cabras salvajes, una escena que suele asociarse con el final del verano. Otra representación conocida es el llamado «caballo chino», que parece mostrar una yegua embarazada a punto de parir. Este hecho suele asociarse con el período próximo al solsticio de verano.

Y no solo aparece la yegua con un vientre muy pronunciado, sino también unas plantas que recuerdan a cereales silvestres. En aquella época todavía no existía la agricultura, pero los grupos humanos conocían perfectamente las plantas que podían aprovechar para alimentarse. Por tanto, no solo representaban animales, sino también recursos vegetales importantes para su supervivencia.

Posibles calendarios astronómicos

En cuanto a los posibles calendarios astronómicos, una de las interpretaciones más conocidas se basa en los ciervos en período de berrea. Debajo de una de las figuras aparecen trece puntos. Entre el solsticio de verano y el equinoccio de otoño hay aproximadamente trece semanas lunares.

Pero todavía hay más ejemplos. En otra representación de una yegua embarazada aparecen veintiséis puntos bajo el animal. Curiosamente, entre el equinoccio de primavera y el equinoccio de otoño hay aproximadamente veintiséis semanas.

También encontramos representaciones de uros, los grandes bóvidos salvajes que precedieron a los actuales toros domésticos. Algunos investigadores han sugerido que alrededor de estas figuras pueden reconocerse las Pléyades y las Híades. La correspondencia no es exacta, pero resulta suficientemente sugestiva como para haber despertado un gran interés.

Stonehenge

Stonehenge se encuentra en el condado de Wiltshire, en Inglaterra, y fue construido a lo largo de un período comprendido aproximadamente entre hace 5.100 y 3.600 años.

Tiene una estructura circular formada por grandes bloques de piedra. Sin embargo, no se trata únicamente del círculo principal; a su alrededor existe todo un conjunto de fosos, terraplenes y otras estructuras dispuestas también de forma circular.

Las grandes piedras exteriores forman el llamado círculo de sarsens, del que originalmente había treinta. En el interior había cinco grandes trilitos, es decir, estructuras formadas por dos piedras verticales y una horizontal; y en el exterior encontramos la llamada Heel Stone o «Piedra del Talón», un elemento fundamental para comprender algunas de las alineaciones astronómicas del monumento.

También están las llamadas Station Stones o «Piedras de las Estaciones», situadas en puntos estratégicos. En el centro del conjunto se encuentra la conocida Altar Stone o «Piedra del Altar». Además, existía una sesentena de bluestones o «piedras azules», mucho más pequeñas.

Fijaos en algunas cifras: treinta piedras exteriores, sesenta piedras interiores y cinco trilitos centrales. Quizá estas cantidades no sean casuales.

Durante el solsticio de verano, el Sol sale alineado exactamente con la Heel Stone y sus primeros rayos se proyectan hacia la zona central del monumento. Difícilmente puede tratarse de una casualidad.

Del mismo modo, otras alineaciones del conjunto coinciden con las puestas y salidas del Sol durante los solsticios de verano e invierno. Muchas de estas direcciones coinciden precisamente con la posición de las Station Stones.

Respecto a las interpretaciones, existen muchas. El arqueólogo Timothy Darvill, de la Universidad de Bournemouth, propuso una interpretación según la cual las treinta piedras del círculo exterior representarían los días de un mes. Doce meses de treinta días darían un año de 360 días. Los cinco trilitos centrales representarían los cinco días adicionales necesarios para completar el año solar. Las cuatro Station Stones servirían para marcar los ajustes estacionales.

Naturalmente, esta es solo una de las muchas interpretaciones existentes. Sin embargo, lo que parece evidente es que Stonehenge mantenía una relación importante con la observación de los ciclos celestes.

También conviene recordar que Stonehenge no es un caso único. En Inglaterra existen numerosos otros «henges», es decir, recintos circulares similares. Algunos eran de piedra y otros de madera. En estos últimos casos, la madera se ha degradado con el tiempo, pero las excavaciones arqueológicas han permitido identificar sus huellas.

En Alemania también encontramos ejemplos muy interesantes, como el círculo de Goseck. Se trata de un recinto circular de madera con alineaciones muy parecidas a las de Stonehenge. Sus puertas principales indican las posiciones de la salida y la puesta del Sol durante los solsticios de verano e invierno. La diferencia es que, en este caso, la construcción original era de madera y ha tenido que reconstruirse a partir de los restos arqueológicos.

Los talayots menorquines

Cambiemos ahora completamente de escenario y viajemos a Menorca, donde resulta impresionante la cantidad de restos arqueológicos que se conservan en la isla. La cultura talayótica nos ha dejado tres grandes tipos de construcciones: talayots, navetas y taulas.

Los talayots parecen haber funcionado principalmente como torres de vigilancia o estructuras defensivas situadas en puntos estratégicos. Hasta ahora no se ha identificado en ellos una relación astronómica clara.

Las navetas, en cambio, son monumentos funerarios. La más conocida es la Naveta des Tudons. Si observamos su orientación, veremos que tiende hacia el oeste, es decir, hacia la dirección de la puesta de Sol.

Finalmente tenemos las taulas, probablemente los monumentos más emblemáticos de Menorca. Son grandes estructuras formadas por una piedra vertical coronada por una losa horizontal. La mayoría se encuentran dentro de recintos de carácter ritual o religioso, y gran parte de las taulas están orientadas hacia el sur.

Cuando fueron construidas, hacia el año 1000 a. C., la configuración del cielo era ligeramente diferente de la actual debido a la precesión de los equinoccios. Si reconstruimos el cielo de la época observamos que la salida de Sirio, así como la de otras estrellas destacadas del cielo austral, se producía precisamente en la dirección hacia la que apuntan muchas de las taulas.

Algunos investigadores han sugerido que esta orientación podría estar relacionada con la observación de la Cruz del Sur, visible desde Menorca durante aquel período.

Finalmente, existe una pequeña estructura descubierta en So na Caçana que algunos investigadores interpretan como una especie de calendario. Según esta hipótesis, la disposición de las piedras permitiría seguir tanto ciclos solares como lunares.

Como ocurre a menudo en arqueoastronomía, hay interpretaciones más aceptadas que otras, pero todas ellas nos muestran hasta qué punto las sociedades antiguas observaban atentamente el cielo e integraban estos conocimientos en su vida cotidiana y en sus construcciones.

Chankillo

Viajemos ahora a Perú y hablemos del complejo arqueoastronómico de Chankillo. Se trata de un conjunto mucho más reciente que los ejemplos vistos hasta ahora, datado aproximadamente entre los años 500 y 200 a. C.

El conjunto está formado por un templo fortificado, dos edificios principales —uno de los cuales parece haber funcionado como observatorio y el otro como centro administrativo— y, sobre todo, trece torres alineadas que constituyen el elemento más característico del yacimiento.

Destaca una gran estructura fortificada, que veremos con más detalle a continuación, rodeada de murallas y con diversos recintos circulares en su interior. El conjunto está situado en la cima de una colina.

En la parte baja encontramos el llamado Observatorio Oeste, mientras que el elemento más espectacular es la línea de trece torres perfectamente alineadas. En el otro extremo se encuentra el Observatorio Este. La zona adyacente correspondería a los espacios de habitación y a los almacenes o zonas de suministro. La fortaleza situada en la cima está protegida por tres líneas concéntricas de murallas.

Un aspecto muy interesante es que estas murallas son extraordinariamente gruesas y que los accesos están diseñados de manera que cualquier persona que quiera entrar debe seguir un recorrido en zigzag, lo que indica que se trataba de una estructura defensiva muy importante, concebida para dificultar cualquier ataque.

Si nos situamos en uno de los observatorios, podemos ver la salida del Sol produciéndose entre las diferentes torres. Según la época del año, el Sol aparece entre una torre y la siguiente. Por este motivo se considera que el conjunto funcionaba como un calendario solar. Observando la posición del Sol respecto a las torres era posible determinar con precisión el momento del año.

Además, las torres están alineadas aproximadamente en dirección norte-sur. Esto permitía que un observatorio controlara las salidas del Sol mientras que el otro podía seguir sus puestas.

Observatorio de Ulugh Beg

Otro hallazgo extraordinario es el observatorio de Ulugh Beg, en Samarcanda (actual Uzbekistán), que fue construido en el año 1429.

Su posición estratégica como gran ciudad de la Ruta de la Seda la convirtió en un importante centro comercial, cultural y científico. Su período de máximo esplendor corresponde al Imperio timúrida, entre los siglos XIV y XVI.

Ulugh Beg era un príncipe timúrida y, al mismo tiempo, un extraordinario astrónomo, matemático y científico. A pesar de las dificultades políticas que tuvo que afrontar, impulsó uno de los proyectos científicos más ambiciosos de su tiempo: la construcción de un gran observatorio astronómico.

Según las reconstrucciones, el observatorio era un edificio circular de tres plantas con una gran abertura central y un enorme sextante astronómico. Se trataba de un instrumento gigantesco, de más de treinta metros de radio, construido parcialmente bajo tierra.

El edificio actuaba como una especie de gran cámara de observación. En el caso del Sol, su luz penetraba por la abertura superior y se proyectaba sobre la escala graduada, permitiendo determinar con gran precisión su posición a lo largo del año.

Pero la parte más interesante era la observación de las estrellas. Durante la noche, los astros transitaban por el campo visual del instrumento y sus posiciones quedaban proyectadas sobre la escala graduada con una precisión extraordinaria para la época. Gracias a ello se obtuvieron medidas muy precisas de las posiciones de numerosas estrellas y planetas. Se elaboraron extensos catálogos estelares que se convirtieron en referencia durante siglos.

Uno de los científicos destacados que trabajó allí fue Jamshid al-Kashi, matemático y astrónomo persa. Entre sus obras encontramos diversos tratados dedicados a las dimensiones y distancias de los astros, así como a la mejora de los métodos de cálculo astronómico.

Conviene recordar que la cultura islámica desarrolló un gran interés por la astronomía. Esto se debe, en parte, a que el calendario islámico es lunar y a que la determinación de los horarios de oración requería observaciones astronómicas precisas. Como consecuencia, el mundo islámico impulsó durante siglos importantes avances en matemáticas, trigonometría y astronomía.

En el observatorio de Ulugh Beg se elaboró el famoso catálogo conocido como Zij-i Sultani, una de las obras astronómicas más importantes del siglo XV, que contenía las coordenadas de 922 estrellas fijas observadas con una precisión extraordinaria.

El propio Ulugh Beg calculó la inclinación del eje terrestre respecto a la eclíptica y obtuvo un valor de 23 grados y 30 minutos, muy próximo al real.

Lamentablemente, la historia de Ulugh Beg terminó de manera trágica. A pesar de ser un científico brillante, tuvo graves dificultades políticas. Fue depuesto y asesinado por orden de su propio hijo. Tras su muerte, el observatorio fue destruido y abandonado, y durante siglos permaneció enterrado bajo tierra. Sus restos fueron redescubiertos a principios del siglo XX por arqueólogos rusos. Actualmente solo se conserva una pequeña parte del enorme sextante subterráneo.

Coloquio

¿Todas estas culturas debían tener claro que la Tierra era redonda, verdad?
Obviamente. Que la Tierra era redonda se sabe desde hace mucho tiempo. Por ejemplo, Eratóstenes, un griego, ya calculó el diámetro de la Tierra.

¿Ha cambiado la inclinación respecto a los puntos cardinales durante los últimos miles de años?
No, eso no cambia. La posición norte-sur y este-oeste es la misma ahora que hace 5.000 años. Lo que sí ha cambiado con los siglos es la estrella polar. En la época de Colón no era la misma que ahora.

¿Cómo es que en el mapamundi de la UNESCO hay pocos yacimientos en Sudamérica?
No soy arqueólogo, pero estoy en contacto con ellos. Las excavaciones son muy caras y necesitan mucha gente. En Europa hay muchos más recursos y es más fácil excavar. En la selva mesoamericana es mucho más complicado. También existen factores económicos y de disponibilidad. Esto explica en parte por qué hay más estudios en Europa.

Conferencia de la Astronómica de Sabadell. Raimon Reginaldo, 10 de junio de 2026.

Conferencia de la Astronómica de Sabadell. Àngel Massallé, 17 de junio de 2026.

Conferencia de la Astronómica de Sabadell. Alistair Ian Spearing, 23 de octubre de 2024.

La bioquímica alternativa es un tema muy interesante, porque es algo que podemos mirar en nuestras propias profundidades, las reacciones químicas, los compuestos químicos que nos mueven, y al mismo tiempo lo podemos proyectar en el Cosmos, y preguntarnos si los mecanismos que funcionan dentro de nuestros cuerpos -y los cuerpos de todos los organismos que conocemos en la Tierra- también son los que encontraríamos en la otra punta del Sistema Solar, o por el contrario, si el Cosmos también juega con muchas piezas diferentes en este puzle.

Lo primero que cabe preguntarse es qué es la bioquímica alternativa. Es muy sencillo si vemos toda la diversidad de vida que hay en la Tierra. Estamos hablando de millones y millones de especies que van desde las bacterias más pequeñas hasta las ballenas que pesan 200 toneladas. Pueden ser procariotas que cogen la energía de fumarolas submarinas y que utilizan esta energía térmica para reproducirse, vivir y evolucionar, o pueden ser árboles que se proyectan 20, 30, 40 metros hacia arriba para llegar a la luz del sol en un bosque. Pueden ser los insectos más efímeros que nacen, viven, se reproducen y mueren en un solo día hasta árboles que ya existían cuando se construyeron las pirámides.

Por tanto, como puede verse, tenemos una enorme diversidad de vida en la Tierra. Si contamos las especies extintas -que representan un 99% de todas las especies que han existido en la Tierra- es aún mayor, pero detrás de esta diversidad tan enorme se esconde un punto en común en todos los organismos que conocemos: a nivel fundamental todos estos organismos utilizan una bioquímica basada en el agua como solvente y las moléculas orgánicas, moléculas de carbono, para formar sus componentes fundamentales como los glúcidos, los carbohidratos, los ácidos nucleicos, las proteínas, etc. Todos los organismos que conocemos utilizan esta bioquímica para sus reacciones, para sus compuestos.

Entonces, ¿qué es lo que hace que en la Tierra, el agua y el carbono, sean tan ubicuos en todas las formas de vida? Empecemos por el agua (figura 1). El agua, no hace falta que os diga, lo útil que es en la vida común, pero también a nivel fundamental tiene varias grandes ventajas. Está formada por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno. Ahora bien, la forma en que está repartida la carga eléctrica de esta molécula no es igual, porque el oxígeno tiene muchos más protones que los dos átomos de hidrógeno juntos y, por tanto, atrae a los electrones de la molécula hacia su lado. Es una molécula triangular, y el lado donde se encuentra el oxígeno tiene más carga eléctrica negativa que la parte del hidrógeno, y esto le permite formar puentes de hidrógeno, que son una especie de enlaces químicos extremadamente útiles a la hora de formar moléculas muy diversas. Y, por supuesto, esto es una gran ventaja en la vida porque en la vida necesitamos moléculas muy diversas. Y ser una molécula polar y otras características hace que sea un muy buen solvente. Se puede poner azúcar, sal, electrolitos y mil cosas más que son útiles para la vida y se disuelven muy bien.

Figura 1. Molécula de agua

El carbono, por su parte, su gran ventaja para la vida es que es un átomo extremadamente flexible. Se calcula que sólo en la Tierra existen unos 10 millones de moléculas orgánicas diferentes. 10 millones es mucho y, por supuesto, no se acerca a las moléculas generadas por ningún otro tipo de átomo.

Otra ventaja del carbono es que puede formar grandes cadenas. Por ejemplo, los hidrocarburos son cadenas de carbonos, normalmente con hidrógenos, y pueden ser tan largos como queramos. Lo que hace que el carbono sea tan flexible, entre otras cosas, es que, en su capa de valencia, es decir su última capa de electrónica, tiene cuatro electrones, lo que le permite tener básicamente cuatro puntos de conexión con otros átomos para formar compuestos.

Y otra gran ventaja que tiene sobre los demás elementos de su grupo de la tabla periódica es que es el más pequeño de todos ellos, el de menor masa atómica, y eso le permite ser más versátil, porque los elementos más pequeños son más flexibles.

Todo ello significa que el agua y el carbono no son solo excelentes por sí mismos, sino que juntos son más que la suma de sus partes. Y, por tanto, son una combinación, diríamos, imbatible para crear formas de vida, hasta tal punto que cuesta imaginarse una biosfera sin carbono. Incluso, si contempláramos la posibilidad de que se formaran otras biosferas evolutivamente, las basadas en el agua y el carbono tendrían unas ventajas tan descomunales que se comerían las demás y éstas desaparecerían.

Además, el agua con carbono es también una muy buena combinación porque el agua es líquida en un intervalo de temperaturas que también es óptimo para las reacciones de compuestos y la química en general del carbono. Si el agua fuera líquida a una temperatura más fría, las reacciones del carbono procederían a un ritmo mucho más lento y, por tanto, el metabolismo de los seres vivos en cuestión sería mucho más lento y la evolución sería mucho más lenta. Por el contrario, si el intervalo de temperatura al que el agua es líquida fuera más alto, perjudicaría gravemente la estabilidad de las moléculas de carbono y muchas veces estas moléculas se desintegrarían por la temperatura antes de que pudieran formar compuestos más interesantes para la vida.

Por tanto, recapitulando, lo que necesitamos para la vida es un solvente que sea más o menos igual de funcional que el agua, que llegue más o menos al mismo nivel, y un elemento - o dos o tres- que sea lo suficientemente flexible por formar un gran número de moléculas necesarias para la vida. Cuanto más compleja es la vida, evidentemente, más moléculas debe tener.

Hoy repasaremos los diferentes tipos de bioquímicas alternativas que los científicos han ido poniendo sobre la mesa a lo largo de las décadas, básicamente cuatro y medio. Y digo cuatro y medio porque el último no es realmente bioquímica sino la ausencia de bioquímica, que es la vida sintética, la inteligencia artificial.

Los cuatro tipos de bioquímica alternativa que vamos a explorar son: las biomoléculas de quiralidad inversa, los solventes alternativos al agua, los elementos exóticos que puedan sustituir o complementar el carbono, y una bioquímica menos alternativa, porque estaríamos hablando todavía de agua y carbono, pero alternativa en otros sentidos. Para cada una de estas opciones os explicaré la base teórica, y evaluaremos sus pros y contras en comparación con la bioquímica basada en el agua y el carbono.

Biomoléculas de quiralidad inversa

La quiralidad la definen los diccionarios especializados como incapacidad de dos objetos de alinearse perfectamente con su imagen especular (figura 2). Lo que viene a decir es que, básicamente, la quiralidad debe ser como unos guantes de jardinería, que son simétricos. Los vemos y uno parece la imagen especular del otro, pero si intentamos ponernos el guante de la mano izquierda en la mano derecha, o al revés, no entrará del todo bien. Pues esto también ocurre con la química. En la química, muchas veces tenemos a los enantiómeros, que son pares de moléculas que son la imagen especular la una de la otra, pero que no son intercambiables. No se puede tomar un aminoácido de una quiralidad diferente y esperar a que funcione. Por algún motivo que desconocemos, las categorías de moléculas esenciales para la vida tienden a ser todas de una misma homoquilaridad en la Tierra. Por ejemplo, los aminoácidos son levógiros, es decir que son como el guante izquierdo, y los glúcidos, los azúcares, son dextrógiros. Y reitero, las moléculas de un tipo no son compatibles con las moléculas del otro tipo.

Figura 2. Quiralidad

Esto no impide que en otra biosfera los aminoácidos puedan ser dextrógiros o los glúcidos levógiros. Pero esa biosfera seguiría teniendo el mismo problema. Allí sería de otra forma, pero no serían compatibles las moléculas de una quiralidad con las moléculas de la otra.

Existen diversas teorías sobre por qué en la Tierra todas las moléculas de una misma categoría tienden a ser de una misma quiralidad. Por ejemplo, se ha propuesto que la polarización de la luz del Sol al pasar a través de la nebulosa de gas inicial, polarizó de forma diferencial las moléculas orgánicas y esto hizo que, en un principio, las moléculas orgánicas más fundamentales terminaran siendo de una u otra quiralidad.

Dejando de lado las cuestiones más espinosas de bioética, técnicamente es muy probable que en los próximos años consigamos, mediante la genética, crear formas de vida con moléculas de quiralidad diferente. Es algo que con la tecnología actual es bastante “bricomanía”.

Solventes distintos del agua

Vamos a ver los solventes que pueden sustituir al agua. Haremos un repaso a la tabla periódica (figura 3). Esta tabla se llama periódica porque agrupa a los diferentes elementos químicos en filas y columnas que muestran ciertas propiedades que se van repitiendo. Por eso veremos que los elementos que pueden sustituir al carbono son los del grupo del carbono, los de su misma columna. Siendo simplistas, diríamos que son como el carbono, pero más pesados, más masivos. Igualmente ocurre con el oxígeno y los átomos de su grupo, de su columna.

Figura 3. Tabla periódica de los elementos químicos

El amoníaco es la primera opción que vamos a explorar. Este compuesto tiene una ventaja muy grande, que es que tanto en el Sistema Solar como en el resto del cosmos es muy abundante. Y también tiene propiedades bastante similares a las del agua: es una molécula polar, y aunque el nitrógeno no forma parte del mismo grupo de la tabla periódica que el oxígeno, puede formar moléculas que son análogas, como las aminas, por ejemplo, que son el equivalente biológico en muchos aspectos del grupo hidróxido. Sin embargo, también tiene problemas. A diferencia del agua, forma puentes de hidrógeno débiles, lo que afecta a su capacidad como solvente y a su capacidad de formar moléculas variadas. Además, es inflamable en presencia de oxígeno. Esto significa que no es compatible con la respiración aeróbica. Evidentemente aquí mismo en la Tierra tenemos organismos que respiran de forma anaeróbica, pero sus biosferas son muy limitadas.

Esto significa que esta bioquímica alternativa es muy dependiente del contexto. La bioquímica basada en el amoníaco es una bioquímica que será más útil y más probable que exista en ambientes fríos, como por ejemplo podría ser en Titán, el satélite de Saturno. Esta bioquímica utilizaría también moléculas basadas en el carbono, pero el solvente ya no sería el agua, sino diferentes tipos de hidrocarburos como el metano y el etano. Está demostrado que en este satélite existen ciclos hidrológicos comparables a los de la Tierra, con evaporación y nubes, llueve, hay ríos y lagos, pero no son de agua sino de hidrocarburos que cumplen el mismo ciclo. Y por tanto, los organismos con bioquímica basada en hidrocarburos podrían tener amplios recursos en Titán.

Figura 4. Posible bioquímica de Titán

En comparación con la bioquímica basada en el agua como solvente, la basada en los hidrocarburos, tiende a ser menos corrosiva con otros ingredientes básicos fundamentales de la vida. La hidrólisis es una reacción bastante nociva para las moléculas más básicas, y si no hay agua, no existe destrucción y las moléculas pueden ser más estables. Ahora bien, no son moléculas polares, lo que dificulta que pueda transportar sustancias.

Continuaremos hablando de Titán, pero con otro tipo de bioquímica alternativa, que son los azotosomas. Hace unos siete u ocho años, académicos de la Universidad Cornell desarrollaron un modelo que predecía la existencia de azotosomas, que serían como unas membranas celulares compuestas de acrilonitrilo y podrían ser estables, y no sólo estables, sino que podrían reproducirse en un medio de metano líquido. Aquí en la Tierra no existe de forma natural, pero en lugares como Titán, sería perfecto. Y poco después ALMA descubrió que efectivamente en Titán había acrilonitrilo. El problema es que no sabemos cómo ha llegado ese acrilonitrilo allí, y no sabemos si se podría convertir en azotosomas.

Otro solvente alternativo es el fluoruro de hidrógeno, formado por un átomo de flúor más un átomo de hidrógeno, que también es una molécula polar. Es líquido más o menos en un intervalo de temperaturas como el agua, y otro punto importante es que también forma enlaces de puentes de hidrógeno. Ahora bien, los que alguna vez han trabajado en seguridad química, sabéis que es un compuesto extremadamente corrosivo y peligroso en muchas condiciones. Y no sólo para las formas de vida grandes como nosotros, sino para las moléculas más básicas. Y además, el fluoruro de hidrógeno es muy poco abundante en el universo, por tanto, costaría ver un lugar donde hubiera suficiente acumulación para fomentar una bioquímica basada en este compuesto.

Otro candidato es el sulfuro de hidrógeno, formado por dos átomos de hidrógeno y uno de azufre. También tiene la ventaja de que es una molecular polar. Y recordando que los elementos que pertenecen a un mismo grupo de la tabla periódica tienden a tener propiedades químicas similares, el azufre es del mismo grupo que el oxígeno. En cuerpos donde exista vulcanismo puede ser muy útil y podría permitir la formación y emergencia de vida. Y, además, es compatible con otros gases emitidos por los volcanes, como el monóxido de carbono y el dióxido de carbono, y, por tanto, habría un círculo virtuoso. En contra, aunque tiene polaridad, no tiene tanta como el agua porque el azufre no es tan electronegativo como el oxígeno. Y además se encuentra en estado líquido entre -86 grados y -60 grados bajo cero, que es un intervalo bajo y muy pequeño.

El dióxido de silicio, formado por dos átomos de oxígeno más uno de silicio, tiene unas propiedades muy similares a las del agua en estado líquido. Es un compuesto muy abundante en planetas telúricos (el silicio es el principal elemento de la corteza terrestre). Su problema es que estamos hablando de arena, de cuarzo, de vidrio, pero ya sabéis que la arena no es líquida a temperatura ambiente, como tampoco lo son el cuarzo ni el vidrio, sino que son sólidos. Sólo es líquido entre 1713 y 2950 grados. Sorprendentemente, esto no lo hace del todo incompatible con la bioquímica, pero sí con la bioquímica basada en el carbono, porque a estas temperaturas las moléculas orgánicas tienen una duración de vida extremadamente corta.

Otras opciones aún más exóticas son los fluidos supercríticos, en las que se ha propuesto que burbujas de gas en ellos podrían tomar el rol y el papel de las membranas celulares, y por tanto estaríamos hablando de organismos extremadamente efímeros. El hidrógeno líquido y el nitrógeno líquido también podrían ser solventes en planetas muy fríos. Y en el otro extremo tendríamos también la sal común, que podría funcionar de forma algo similar a como lo haría el dióxido de silicio.

Alternativas al carbono

Pasaremos a revisar las alternativas al carbono. Vuelvo a poner la tabla periódica (figura 3). Los elementos del grupo del carbono son los que tienen una capa de valencia con igual número de electrones, y por tanto tendrán más o menos el mismo nivel de flexibilidad, con la excepción que os he dicho antes del tamaño de los átomos y también con la excepción de diferentes niveles de electronegatividad.

Antes os he dicho que hay muchos científicos que dicen que el agua y el carbono son una combinación tan buena que no hace falta ni que hablemos de diferentes opciones, que no se puede superar y que si existiera una bioquímica alternativa en algún sitio sería una cosa marginal. Los científicos que no están de acuerdo con esto se refieren a ello con el término, algo despectivo, de chovinismo del carbono. El propio Carl Sagan lo comentó hace ya muchas décadas, diciendo que le parecía muy complicado ver unas formas de vida que no utilizaran el agua y el carbono, pero entonces añadía que podía ser que nosotros lo viéramos así porque estamos hechos de agua y de carbono.

El silicio es el elemento que está justo debajo del carbono en la tabla periódica, por tanto es su vecino, su análogo más cercano. Tiene la ventaja de que puede formar silanes (moléculas formadas por un silicio y cuatro hidrógenos), que sería el equivalente del metano. Y también puede formar cadenas como el tetrasilano (que sería el equivalente al butano). Con las temperaturas y condiciones adecuadas podría formar una biosfera. Ahora bien, el silicio tiene un gran problema, y es que es un átomo mayor, y le cuesta mucho más formar moléculas que al carbono. Por tanto, las formas de vida que evolucionaran en una biosfera basada en el silicio, estarían jugando en un juego de Lego que tendrían muchas menos piezas. Y la versatilidad es importantísima en la vida. Además, los silanes no son compatibles con el agua, sufren la hidrólisis muy rápidamente, por tanto, requerirían una alternativa al agua como solvente. Pero, aunque no haya agua, tienden a ser muy inestables y desintegrarse por sí solos. Por tanto, ya podéis imaginaros que no es muy bueno para la evolución si se crea una molécula interesante y al poco se destruye espontáneamente.

Paradójicamente, las siliconas que utilizamos para la construcción son mucho más estables porque se combinan con oxígeno. Al silicio, además, tampoco le da miedo al frío, no tiene problemas con solventes, como tendría el agua en las circunstancias muy frías. Los polisilanos (análogos de los glúcidos) son solubles en nitrógeno líquido, lo que les haría muy interesantes para biosferas o para medios extremadamente fríos donde ni nos planteábamos que pudiera haber biosferas basada en el agua y el carbono.

Otro elemento que puede ser interesante es el boro. Éste, igual que el carbono, forma moléculas orgánicas llamadas boranes (dos átomos de boro más dos átomos de hidrógeno). Esta molécula es conocida porque es un combustible de cohetes, por tanto, es extremadamente inflamable, y esto no tiende a ser una buena combinación con la vida. Ahora bien, en una atmósfera reductora, rica en nitrógeno, por ejemplo, sí que podría funcionar, porque pondría límites a su inestabilidad y explosividad. Pero uno de los grandes problemas del boro es su escasez en el Universo.

Otros elementos que forman moléculas complejas con el oxígeno son el titanio, el aluminio, el magnesio y el hierro. Todos estos átomos pueden formar óxidos interesantes con el oxígeno, que en las condiciones adecuadas podrían sustituir las funciones que realizan las moléculas orgánicas en los organismos que encontramos en la Tierra.

El azufre es otro elemento interesante y, de hecho, es de los que más se asemejan al carbono, porque tiene muchas de las ventajas que hemos enumerado, y en cambio no tiene muchas de las desventajas que tienen otros elementos. Por tanto, a primera vista, podría ser una opción muy interesante, pero el problema es que el azufre sólo puede formar cadenas lineales, y en cambio el carbono puede formar cadenas ramificadas, como las que encontramos en muchos anticuerpos o en aminoácidos, y eso no es algo trivial, sino que afecta mucho a la función y la versatilidad de las moléculas.

Ahora hablaré del arsénico. Aquí ya no hablo de sustituir el carbono ni el agua, sino que, en una bioquímica como la nuestra, el arsénico podría sustituir al fósforo. Para nosotros el arsénico es un veneno, pero hay organismos que lo toleran y que lo han integrado en su biología. Existen algas, por ejemplo, que forman compuestos orgánicos de arsénico, y que son los principales responsables de la acumulación de arsénico en la red atrófica. También existen procariotas, bacterias, eubacterias y arqueas que las utilizan como donador o receptor de electrones. Por tanto, lo han integrado en sus procesos bioquímicos. Pero la pregunta es si el arsénico puede sustituir al fósforo, y la respuesta es que teóricamente sí.

Hace unos 15 años, la NASA anunció que habían descubierto unas bacterias extremófilas en el lago Mono, que es un lago extremadamente salado de California con grandes concentraciones de metales, arsénico y otros elementos no demasiado habituales en los lagos. Estas bacterias eran capaces de sustituir el fósforo por arsénico a un nivel mucho más fundamental que lo que se conocía. Y esto, a nivel de astrobiología, era importantísimo, porque parecía confirmar al menos un tipo de bioquímica alternativa. El fósforo no era imprescindible, puesto que se podía sustituir por el arsénico. Ahora bien, en los años siguientes, otros científicos intentaron replicar estas investigaciones con resultados nulos. Esto significaba que, en el mejor de los casos, se había hecho el estudio de manera muy deficiente, y en el peor de los casos era fraude. Al final, resultó que esta bacteria podía tolerar la presencia de arsénico mejor que otras bacterias, es decir que le mataba menos, pero no que pudiera integrarlo en su bioquímica.

Otros tipos de bioquímica compatibles con el agua y el carbono

En este cuarto bloque veremos distintos tipos de bioquímica menos alternativa, compatibles con el agua y el carbono.

El primero serían pigmentos alternativos a la clorofila. Las plantas son verdes por un motivo muy sencillo, y es que la luz que emite el Sol es especialmente abundante en las frecuencias rojas y azules. Por tanto, a las plantas les interesa absorber estas frecuencias y, en cambio, no absorben otras frecuencias porque el Sol genera menos. En el caso de la Tierra, la luz que no absorben las plantas es la verde porque no hay mucha.

Ahora bien, existen muchos tipos diferentes de estrellas en el Universo. Y podrían dar lugar a biosferas en las que el equivalente de las plantas fuera amarillas o rojas, por ejemplo. En cambio, por los tipos de estrellas que conocemos y por los conocimientos que tenemos de la estructura de compuestos como la clorofila, sabemos que es bastante improbable que exista una biosfera con plantas azules.

Otra opción sería la existencia de aminoácidos alternativos. Los mamíferos utilizamos básicamente 20 aminoácidos, algunos de los cuales son esenciales y debemos conseguirlos con la dieta, y otros no son esenciales, sino que los creamos nosotros mismos. Y si miramos a todos los organismos de la Tierra, vemos que hay una gran variedad de aminoácidos, pero hay cuatro que seguramente ya existían en los primeros organismos que aparecieron: la alanina, la valina, la glicina y la prolina. Los otros dieciséis que utilizamos son derivados de la alanina. Ahora bien, no hay ningún motivo por el que esto deba ser así. Podríamos tener otra biosfera en la que los aminoácidos adicionales no fueran derivados de la alanina, sino que fueran derivados de la prolina o de la glicina.

Coloquio

¿La fosfina que se encontró en Venus donde la colocamos, en todo esto?
No se confirmó. Yo, en su momento, ya dije que era muy interesante encontrar fosfina en Venus tanto por si era de origen biológico, porque entonces parecía obvio, pero incluso si resultaba que no era de origen biológico, porque entonces significaba que habíamos encontrado una fuente o mecanismo de creación de fosfina desconocida, porque nosotros no sabíamos que en Venus hubiera un mecanismo que pudiera permitir la generación fosfina.

Quería preguntarte en lo referente a la importancia del agua, que es líquida. Los sistemas gaseosos también son capaces de hacer solvencia. ¿Cuál es la posibilidad de formas de vida en altas capas de la atmósfera? Por ejemplo, en nuestro caso, aquí en la Tierra.
A temperaturas elevadas, tanto en gases como en plasmas, se forman burbujas, y hay quienes han postulado que podrían tener una función similar a las que tienen las membranas celulares muy primitivas. Y a partir de ahí se ha extrapolado que, en unas condiciones sostenidas, podrían dar lugar a una evolución.

Las misiones espaciales que irán a Europa, ¿están enfocadas hacia bioquímicas alternativas o enfocadas en lo que ya conocemos en la Tierra?
Pues ninguna de las dos cosas, la verdad, porque lo que ya conocemos en la Tierra, muy difícilmente lo encontraremos en lugares como Europa o Titán u otros lugares que se han planteado como posibles lugares en formas de hábitat en el sistema solar, pero tampoco están centrados específicamente en la astrobiología conocida.