Mundos súper habitables pueden existir cerca de la Tierra

La Tierra es el único ejemplo de un planeta habitado en el universo, por lo que la búsqueda de vida extraterrestre se ha enfocado en los mundos similares a la Tierra.

Pero, ¿y si hubiera mundos extraterrestres que fuesen incluso más habitable que los planetas similares a la Tierra? Estos llamados mundos “súper habitables” están intrigando a astrobiólogos como René Heller de la Universidad McMaster en Hamilton, Canadá, quien co-publicaba un artículo recientemente en el número del 16 de enero de Astrobiology examinando las posibilidades de mundos habitables muy diferentes a la Tierra. Uno de esos planetas podría incluso existir alrededor del sistema estelar más cercano a la Tierra, Alfa Centauri B. 

Esta impresión artística muestra al planeta orbitando a la estrella Alfa Centauri B, un miembro del sistema triple de estrellas que es el más cercano a la Tierra. Crédito: ESO/L. Calçada

Hay vida prácticamente en todas partes donde hay agua líquida en la Tierra. En ese sentido, la búsqueda de vida extraterrestre se ha centrado en las llamadas zonas habitables o “ricitos de oro”, distancias alrededor de estrellas a las cuales un planeta no recibe ni demasiado ni insuficiente calor de la misma para tener océanos de agua líquida en su superficie. (Las lunas de los planetas en zonas habitables podrían potencialmente albergar también agua en su superficie, abriendo la posibilidad a lunas habitables).

Debido a que la Tierra es el único mundo habitado conocido, este planeta ha sido normalmente el foco de estudios sobre habitabilidad. Por ejemplo, el telescopio espacial Kepler de la NASA y el satélite CoRoT del Centro Nacional de Estudios Espaciales y la Agencia Espacial Europea fueron dirigidos a la detección de planetas de más o menos la masa y el diámetro de la Tierra.

Sin embargo, Heller razonaba que otros mundos además de los similares a la Tierra podrían ofrecer las condiciones propicias para que la vida emergiese y se desarrollase. Algunos planetas y lunas podrían incluso ser mejores que los planetas similares a la Tierra en ofrecer tales condiciones.

Esta imagen de campo abierto del cielo alrededor de la brillante estrella Alfa Centauri fue creada a partir de imágenes fotográficas que formaron parte del Digitized Sky Survey 2. La estrella aparece tan grande sólo debido a la dispersión de la luz por la óptica del telescopio, así como a la emulsión fotográfica. Crédito: ESO/Digitized Sky Survey 2. Reconocimiento: Davide De Martin

Heller se inspiró en esta idea tras leer una pregunta de su colega John Armstrong de la Universidad Weber State en Ogden, Utah, enviada a través de un chat en línea en 2012 en AbGradCon, una conferencia organizada por y para astrobiólogos principiantes. La consulta cuestionaba qué pensaban los expertos que podría hacer de un exoplaneta – un planeta que orbita a una estrella fuera del sistema solar – un planeta incluso más habitable que la Tierra.

“Fue una cuestión que me inspiró a comenzar la investigación”, dijo Heller.

En lugar de mirar a planetas rocosos de aproximadamente el tamaño y la masa de la Tierra en más o menos la misma órbita que este planeta, Heller catalogó una lista de propiedades que podrían ayudar a hacer a un mundo habitable. Después razonó qué tipo de planetas o lunas encajarían mejor en estos criterios.

“Nuestro estudio implica que sería mejor que las búsquedas de mundos habitables extrasolares, planetas o lunas, no se centrasen en los planetas más similares a la Tierra”, afirmaba Heller.

Calentamiento de marea 

Investigaciones pasadas de Heller y sus colegas hallaron que los planetas y lunas que no tienen que situarse en las zonas habitables como se describen convencionalmente para contar con agua en su superficie, ni los mundos en zonas habitables tienen necesariamente agua en su superficie. Un factor clave que subyace a la habitabilidad, además de la cantidad de luz que un planeta o luna reciba de su estrella, es cuánto de ese mundo se calienta por acción de las fuerzas de marea.

Las mareas que experimenta la Tierra son causadas por el tirón gravitacional de la luna y el sol. Nuestras mareas palidecen en comparación con lo que vemos en otros lugares en el sistema solar, por ejemplo, el tirón gravitacional que experimenta Europa de Júpiter conduce a unas fuerzas de marea de unas mil veces superiores a las que la Tierra siente de nuestra luna.

Las fuerzas de marea no sólo ejercen su fuerza sobre la superficie de Europa, también la calientan. Heller y sus colegas hallaron que el calentamiento de marea podría hacer a otros cuerpos rocosos habitables incluso fuera de los confines normales de una zona habitable, y hace a los mundos de una definición convencional de zona habitable, inhabitables.

Espacio para la vida

Heller también consideró cuánto espacio tendría que tener un planeta o una luna para alojar vida. Otros mundos podrían tener un área de superficie mayor a la de la Tierra, contando con una superficie más arrugada o un mayor diámetro. Además, planetas con la misma cantidad de área de tierra que la Tierra pero separada en continentes más pequeños podrían ser más habitables, mientras que continentes demasiado grandes (como el antiguo continente de la Tierra, Gondwana, hace unos 500 millones de años) podrían contar con vastos e inhóspitos desiertos en su interior. Además, las aguas poco profundas de la Tierra constan de mayor biodiversidad que sus profundos océanos, con lo que los planetas con aguas poco profundas podrían ser súper habitables.

Investigaciones pasadas también sugieren que planetas desiertos muy parecidos al mundo presentado en el clásico de ciencia ficción “Dune”, también podrían ser un tipo de planeta habitable más común en la galaxia, en lugar de planetas acuosos como la Tierra. El vapor de agua es un gas de invernadero que atrapa el calor y demasiado vapor de agua en la atmósfera de un planeta puede de hecho volverla demasiado caliente para la vida, como es el caso de Venus. En ese sentido incluso los planetas con vastos desiertos podrían ser más hospitalarios para la vida que muchos planetas acuosos, si estos planetas desiertos tuviesen también muchos oasis de agua dispersos en los mismos, eso podría sustentar la vida.

Con frecuencia se piensa que las placas tectónicas – el movimiento de placas tectónicas de roca en la superficie de un planeta – son esenciales para la vida, ya que reciclan materiales críticos del interior de la Tierra hacia su superficie. En cierto grado, más planetas rocosos masivos podrían tener más material radioactivo en su interior, generando calor que mantiene las placas téctonicas en movimiento durante más tiempo. De este modo, Heller observó que los planetas con una masa superior a dos veces la de la Tierra pueden tender a ser súper habitables desde un punto de vista tectónico.

Además, los planetas que experimentan menos cambios significativos de temperatura podrían también experimentar menos extinciones masivas al evitar las glaciaciones y los llamados “estados bola de nieve”, en los que virtualmente la completa superficie de un planeta se halla cubierta de hielo. Por ejemplo, las moléculas conocidas como clatratos, pueden atrapar gases invernadero como dióxido de carbono, ayudando a servir como “termostato climático” que modera las temperaturas globales.

Una duna al amanecer en Marruecos. Un planeta con continentes demasiado grandes podrían tener desiertos inhóspitos en su interior. Crédito de la imagen: wikicommons / Matanya

Los mundos ligeramente más cálidos que la Tierra en una escala temporal de mil millones de años pueden ser súper habitables, ya que podrían contar con zonas tropicales mayores que pudieran ser más benignas para más biodiversidad. Sin embargo, el calentamiento repentino puede conducir a extinciones masivas, y los mundos substancialmente más cálidos que la Tierra podrían tener océanos de oxígeno empobrecido, juzgando períodos pasados en la Tierra.

Otros planetas podrían también tener atmósferas que favorezcan la vida más que la Tierra. Por ejemplo, más oxígeno en la atmósfera podría incrementar el tamaño máximo posible que los organismos puedan alcanzar. Atmósferas más masivas también podrían ofrecer mayor protección frente a la radiación de alta energía del espacio, entre otros factores.

Trabajo reciente sugiere que la Tierra se halla arañando el mismísimo borde interno de la zona habitable del Sol. En ese sentido, planetas rocosos más cercanos al centro de la zona habitable de una estrella pueden ser súper habitables.

Es más, la radiación ultravioleta de una estrella puede dañar el ADN y por consiguiente dificultar la aparición de vida. Heller observó que las estrellas tipo K, conocidas también como enanas naranjas – estrellas un poco más frías y más pequeñas que nuestro sol – pueden proporcionar más entornos ultravioleta  favorables que las enanas amarillas como el sol. Las enanas naranjas tienen también vidas más largas y los mundos que pasen más tiempo en sus zonas habitables podrían tener más tiempo para desarrollar vida y acumular biodiversidad.

Los investigadores no estuvieron seguros sobre cuán importante pueda ser el índice de rotación de un planeta para su habitabilidad, así como el nivel al que el grado de inclinación de un planeta varía a través del curso de su órbita – este último aspecto, en la Tierra determina sus estaciones. Tampoco estuvieron seguros acerca de lo valioso que sea contar con una órbita circular y mayormente estable como la de la Tierra; planetas con órbitas más ovaladas y excéntricas también podrían proporcionar variaciones estacionales que estimulen diversidad de vida y evolución.

Alfa Centauri B

En conjunto, los investigadores concluyeron que los mundos súper habitables tenderán a orbitar enanas naranjas y serán ligeramente más antiguos y dos o tres veces más masivos que la Tierra. Esto podría convertir a la enana naranja Alfa Centauri B, miembro del sistema estelar más cercano al sol, en un objetivo ideal para las búsquedas de un mundo súper habitable, especialmente desde que puede que albergue a un planeta de la masa de la Tierra.

Un día los científicos podrían ser capaces de discernir entre tierra, océanos y nubes en planetas distantes al buscar tintes de rojo, azul o gris en el color de esos mundos. Sobre estas líneas hay una imagen de la misión EPOXI que muestra el tránsito de la luna por la Tierra. Se observan a distintas longitudes de onda, la razón por la cual son visibles las diferencias en los detalles. Las   primeras imágenes de un planeta extrasolar similar a la Tierra no serán tan detalladas. Crédito: Donald J. Lindler, Sigma Space Corporation/GSFC; EPOCh/DIXI Science Teams

Los científicos calculan que el sistema Alfa Centauri B es ligeramente más antiguo que nuestro sistema solar de 4.600 millones de años, de unos 4.800 a unos 6.500 millones de años. Si la vida en un planeta o una luna en la zona habitable de Alfa Centauri B evolucionó de forma similar a la de la Tierra, entonces las formas primitivas de vida podrían ya haber florecido allí cuando la Tierra colisionó con un objeto del tamaño de Marte, formando así la luna.

Justo mientras los descubrimientos de miles de exoplanetas revelaban al sistema solar como atípico para los sistemas planetarios, la Tierra podría convertirse en cualquier cosa menos típica para un mundo habitable o, incluso, habitado. De hecho, la Tierra podría pasar a ser un mundo marginalmente habitable, concluían los investigadores.

El científico planetario Ravi Kopparapu de la Universidad del Estado de Pennsylvania, que no tomó parte en esta investigación, observó que mientras esta investigación era digna de ser tenida en cuenta, muchos de los aspectos de planetas súper habitables que resumen los investigadores “lo más probable es que no sean observables  en un futuro cercano”.

Por ejemplo, los astrónomos no pueden aún obtener detalles de las placas tectónicas de otro mundo o sobre qué fracción de su superficie está dividida en tierra y océanos. “Es bastante posible que estos planetas súper-Tierras propuestos en este nuevo artículo sean más habitables, pero saber remotamente si ciertamente lo son está más allá de nuestra actual tecnología de técnicas de detección”, dijo Kopparapu.

Esta investigación señaló que nuevas misiones espaciales podrían obtener información.

“Por ejemplo, una misión propuesta por la NASA llamada Buscador de Planetas Terrestres, que fue cancelada debido a razones presupuestarias, podría habernos proporcionado datos sobre la fracción de tierra y océanos de mundos potencialmente habitables”, dijo Kopparapu. “Se están haciendo intentos para revivir este telescopio pero obviamente necesitamos apoyo del público y del Congreso”.

Super-Habitable World May Exist Near Earth