Zonas Galácticas Habitables

Zonas Galácticas Habitables

Por :Heber Rizzo

Nuestra Vía Láctea es inusual, nuestro sistema solar parece también tener cualidades que lo hacen bastante único. Estas cualidades hacen del Sol una de las pocas estrellas de la galaxia capaces de sostener vida compleja.

Por un lado, el sol está compuesto de la cantidad correcta de “metales” (los astrónomos se refieren a todos los elementos más pesados que el hidrógeno y el helio como “metales”). Más aún, la órbita circular del sol alrededor del centro galáctico es exactamente correcta: a causa de una combinación de factores se las arregla para mantenerse lejos del camino de los peligrosos brazos espirales. Nuestro sistema solar está lo suficientemente lejos del centro galáctico como para no tener que preocuparse de las disruptivas fuerzas gravitatorias ni del exceso de radiación.

Cuando todos estos factores ocurren al mismo tiempo, crean una región del espacio que González llama “Zona Galáctica Habitable”. González cree que todas las formas de vida de nuestro planeta, desde las bacterias más simples hasta los más complejos animales, deben su existencia al balance de estas condiciones únicas.

A causa de esto, sostiene González, “creo que tanto la vida simple como la compleja son muy raras, pero que la vida compleja, como la nuestra, es probablemente única en el universo observable.

“Pienso que es una idea muy, muy interesante,” dice el Dr. William Borucki, científico investigador en la División de Estudios Planetarios del Centro Ames de Investigación de la NASA. “Estoy complacido de ver esta teoría. Me agrada cómo González ha imaginado las consecuencias de la existencia de los planetas en diferentes lugares de la galaxia. Ahora, los científicos deben revisar las matemáticas para asegurarse de que todo es correcto.”

La Teoría en Detalle

Nuestra Vía Láctea está estructurada como muchos miles de millones de otras galaxias espirales. El disco galáctico contiene un montón de materia interestelar (como polvo y gas), así como estrellas jóvenes y de edad intermedia. Mientras que las estrellas jóvenes pueden ser encontradas diseminadas a todo lo largo de la galaxia, la población estelar tiende a ser más vieja en el abultamiento alrededor del centro galáctico. Muchas de estas estrellas más antiguas se juntan en racimos globulares, que orbitan el núcleo de la galaxia en una región conocida como el “halo” galáctico. Fuertes emisiones de radiación infrarroja y de rayos X desde el centro galáctico indican que nubes de gas ionizado se mueven rápidamente alrededor de algún tipo de objeto supermasivo, muy probablemente un agujero negro.

Existen miles de millones de estrellas en la Vía Láctea, y algunas son más ricas en metales que otras. En parte esto es una condición de su edad: cuánto más vieja una estrella, tiende a ser más pobre en metales. Esto sucede porque la mayoría de las estrellas antiguas se formaron principalmente de hidrógeno, helio y litio. Cuando las más masivas de estas estrellas explotaron, las reacciones nucleares fusionaron los elementos ligeros en otros más pesados. Estos “metales” pesados llegaron a ser parte del material “en crudo” del cual se formó una segunda generación de estrellas. Cada explosión estelar llevó a una mayor abundancia de metales disponibles. Una estrella rica en metales, por lo tanto, contiene material que vino de varias generaciones previas de estrellas.

Nuestro sol es inusualmente rico en metales para una estrella de su antigüedad y de su tipo. Los científicos no están seguros del porqué. Podría ser que el sol se formó en una región de la galaxia que fuera abundante en metales, y que luego migrara a su posición actual.

De acuerdo a estudios de planetas extrasolares, las estrellas ricas en metales presentan una probabilidad de tener planetas que las orbiten. Una razón para esto puede ser la de que se necesite un cierto mínimo de metales para formar cuerpos rocosos (incluyendo los núcleos de los gigantes planetas gaseosos). Una nube interestelar rica en metales que colapse para formar una estrella resultaría así más propicia para la formación de planetas que una nube pobre en metales.

Además de requerir una estrella rica en metales, una Zona Galáctica Habitable excluye a estrellas muy cercanas al centro galáctico. Nuestro sol está a una agradable distancia del centro galáctico, aproximadamente a unos 28.000 años-luz.

El estar en la región externa de la galaxia protege a nuestro sistema solar del inmenso tirón gravitatorio de las estrellas arracimadas cerca del centro galáctico. Si estuviésemos más cerca, la gravedad combinada de dichas estrellas perturbaría la órbita de los cometas en la nube de Oort. La nube de Oort, que gira en el perímetro exterior de nuestro sistema solar, contiene millones de cometas. Los disturbios gravitatorios causados por otras estrellas enviarían muchos de esos cometas en nuestra dirección, incrementando así la proporción de impactos cometarios y poniendo en peligro (o aún eliminar totalmente) la vida sobre la Tierra.

Mantenerse lejos del centro galáctico tiene una ventaja adicional. El centro de la galaxia está inundado con radiación dañina. Los sistemas solares cercanos al centro experimentarían un aumento de su exposición a los rayos gamma, a los rayos X y a los rayos cósmicos, que destruirían a cualquier forma de vida que intentara evolucionar en un planeta.

“Los organismos grandes y complejos son mucho más sensibles a las perturbaciones medioambientales que la vida simple,” dice González. “Nuestra hipótesis trata exclusivamente con la vida compleja; más específicamente, con la vida metazoica macroscópica aeróbica. Los efectos de la radiación dañarían la capa de ozono, a la vez que incrementarían los niveles de radiación en la superficie de un planeta a causa de las cascadas secundarias de partículas en la atmósfera.”

Mantenerse fuera del camino de los brazos espirales de la galaxia, es otro de los requerimientos de una Zona Galáctica Habitable.

La densidad de los gases y de la materia interestelar en los brazos espirales lleva a la formación de nuevas estrellas. Aunque esos brazos espirales son los lugares de nacimiento de las estrellas, resultaría peligroso para nuestro sistema solar cruzar uno de ellos. La intensa radiación y gravitación de un brazo espiral causarían alteraciones en nuestro sistema solar en forma exactamente similar a como si estuviéramos más cerca del centro galáctico.

Afortunadamente, nuestro sol gira a la misma velocidad de rotación que el brazo espiral de la galaxia. La sincronización impide que nuestro sistema solar cruce un brazo espiral demasiado a menudo.

“En nuestra ubicación, nuestro período orbital es muy similar a la velocidad del patrón de los brazos espirales,” dice González. “Esto significa que el intervalo de cruzamiento con los brazos espirales será máximo, lo que resulta buena cosa, ya que esos son lugares peligrosos. Las supernovas masivas se concentran aquí, y gigantescas nubes moleculares podrían perturbar a los cometas de la nube de Oort enviando más lluvias de cometas hacia el sistema solar interior.”

La inusual órbita circular de nuestro sol alrededor del centro galáctico tiende también a mantenerlo alejado de los brazos espirales. La mayoría de las estrellas con la misma edad de nuestro sol tienen órbitas más elípticas.

“Si la órbita del sol fuera menos circular,” dice González, “sería más probable que cruzara los brazos espirales.”

Así, y gracias a un cúmulo de características inusuales de nuestro sol, nuestro sistema solar resulta lo suficientemente afortunado como para permanecer en una Zona Galáctica Habitable. González sostiene que esas características hacen posible que la vida compleja emergiera sobre la Tierra. Más del 95 % de las estrellas de la galaxia, dice, serían incapaces de sostener planetas habitables porque simplemente su rotación no está sincronizada con la de los brazos espirales galácticos. Agréguense todos los otros factores involucrados en hacer habitable a un sistema solar, y parecerá que las probabilidades de encontrar otro sistema solar en una Zona Galáctica Habitable son cercanas a lo imposible.

“Ésta es una buena teoría,” dice Borucki. “Pienso que es una chispa que iniciará investigaciones similares. Como una bujía, no puede impulsar a un automóvil, pero proporciona el ímpetu necesario para conseguir que el vehículo se mueva.”

¿Qué Sigue a Continuación?

González dice que planea continuar sus estudios sobre las limitaciones de la vida en el universo. Él y sus colegas trabajan en un artículo que discute peligros espaciales tales como fuentes pasajeras de radiación y grandes impactos de cometas o asteroides.