Resumen: Dentro de 4 mil millones de años el Sol se convertirá en una gigante roja. Aunque éstas son malas noticias para la Tierra, los helados planetas de las regiones más lejanas de nuestro Sistema Solar disfrutarán del calor del Sol por primera vez. |





Por: Leslie Mullen

Alan Stern. Créditos: Department of Space Studies, Southwest Research Institute (Departamento de estudios del espacio, Instituto de Investigación del Suroeste)

Estamos condenados. Un día, la Tierra será un ascua que orbita a una hinchada estrella roja.

Éste es el destino final de cualquier planeta situado cerca de una estrella de la secuencia principal, como nuestro Sol. Las estrellas de la secuencia principal consumen hidrógeno, y cuando este combustible se acaba, pasan a usar el hélio y se convierten en una gigante roja. Aunque la conversión del Sol en una gigante roja es una mala noticia para la Tierra, los helados planetas de las regiones más lejanas de nuestro sistema solar disfrutarán del calor del sol por primera vez.

El sol ha ido haciéndose, lenta pero constantemente, más brillante y caliente a lo largo de toda su existencia. Cuando el Sol se convierta en una gigante roja, dentro de 4 mil millones de años más o menos, el familiar disco amarillo será de un rojo vivo, ya que emitirá principalmente en las bajas frecuencias del infrarrojo y la luz visible roja. Será miles de veces más brillante; aún así, la temperatura de la superficie será fría. Su atmósfera se expandirá, engullendo a Mercurio, a Venus y puede que incluso a la Tierra.

Aunque se ha predicho que la atmósfera solar alcanzará la órbita de la Tierra, a 1 UA (Unidad Astronómica), las gigantes rojas tienden a perder mucha masa. Esta onda de gases expelidos podría empujar a la Tierra fuera de su alcance. Pero, tanto si la Tierra se consume como si sólo se chamusca, toda la vida en ella habrá pasado al olvido.

Aún así, las condiciones que hacen posible la vida podrían aparecer en otro lugar del sistema solar, según un artículo publicado en la revista Astrobiology por S. Alan Stern, Director del Southwest Research Institute’s Department of Space Studies (Departamento de Estudios del Espacio del Instituto de Investigación del Suroeste), en Boulder, Colorado. Afirma que los planetas situados entre 10 y 50 UA estarán en la zona habitable de la gigante roja. La zona habitable de un sistema solar es aquella en la que el agua permanece en estado líquido.

La zona habitable se irá desplazando desde las 10 hacia las 50 UA a medida que el Sol se vuelve más y más brillante, entrando en su fase de gigante roja. Saturno, Urano, Neptuno y Plutón están en esa horquilla entre 10 y 50 UA, así como sus helados satélites y los objetos del Cinturón de Kuiper. Sin embargo, no todos esos mundos tendrán las mismas oportunidades para la vida.

Don Brownlee. Créditos: U. Wash

Las posibilidades de habitabilidad para los planetas gaseosos Saturno, Neptuno y Urano podrían no verse muy afectadas por la conversión del Sol en gigante roja. Los astrónomos han descubierto planetas gaseosos que orbitan muy cerca de su estrella en otros sistemas solares. Parece que estos “Júpiter calientes” conservan sus atmósferas gaseosas a pesar de su proximidad a una radiación tan intensa. No es probable que la vida, tal como la conocemos, se dé en los planetas gaseosos.

Stern opina que la luna de Neptuno, Tritón; Plutón y su satélite Caronte y los objetos del Cinturón de Kuiper tendrán las mejores oportunidades para la vida. Estos cuerpos son ricos en compuestos orgánicos y el calor de la gigante roja derretirá sus heladas superficies, convirtiéndolas en océanos.

“Cuando el Sol sea una gigante roja, los mundos helados de nuestro sistema solar se derretirán y pasarán a ser oasis oceánicos por decenas o cientos de millones de años”, confirma Stern. “Entonces, nuestro sistema solar no albergará un solo mundo con océanos en la superficie, como ahora, sino cientos de ellos, como las heladas lunas de los planetas gigantes; también los gélidos y minúsculos planetas del Cinturón de Kuiper tendrán océanos. Como la temperatura de Plutón no será muy distinta a la que tiene Miami Beach ahora, me gusta llamar a estos mundos “Plutones calientes”, en analogía con la plétora de “Júpiter calientes” que se han encontrado últimamente orbitando a estrellas como el Sol”.

Sin embargo, la influencia del Sol no lo es todo: las características de un cuerpo planetario recorren un largo camino hasta que permiten la habitabilidad. Estas características incluyen la actividad interna del planeta, la reflectividad o “albedo” de un planeta, y el espesor y composición de la atmósfera. Es más, la vida no tiene necesariamente que aparecer, incluso en el caso de que el planeta tenga todos los elementos que favorecen la habitabilidad.

“No sabemos qué se necesita para que comience la vida”, afirma Don Brownlee, astrónomo de la Universidad de Washington en Seattle y co-autor del libro “The life and Death of planet Earth” (Vida y muerte del planeta Tierra). Brownlee cree que si todo lo que se necesita es un interior húmedo y cálido y material orgánico, entonces Plutón, Tritón y los objetos del Cinturón de Kuiper podrían albergar vida.

“Sin embargo, es prudente tener en cuenta que el interior de los asteroides que producen los meteoritos llamados condritas carbonáceas han sido cálidos y húmedos durante quizá millones de años, desde los tempranos comienzos del Sistema Solar”, afirma Brownlee. “Esos cuerpos son muy ricos tanto en agua como en compuestos orgánicos, y de momento no hay evidencias claras de que algún meteorito asteroideo haya tenido vida alguna vez”.

Tritón y Neptuno. Créditos: NASA

La órbita de un cuerpo planetario también afectará a sus posibilidades de albergar vida. Plutón, por ejemplo, no tiene una órbita “bonita” y regular, como la de la Tierra. La órbita de Plutón es, en comparación, excéntrica, con una distancia variable respecto al Sol. Desde enero de 1979 hasta febrero de 1999 Plutón estuvo más cerca del Sol que Neptuno, y dentro de cientos de años orbitará casi dos veces más lejos que Neptuno. Una órbita de este tipo causará que en Plutón se alternen un calor y un frío extremos.

También la órbita de Tritón es peculiar. Es el único satélite “grande” que orbita “al revés”, o con órbita “retrógrada”. Es posible que Tritón tenga esa órbita inusual porque se formó en el Cinturón de Kuiper y luego fue capturado por la gravedad de Neptuno. Es una débil alianza, ya que la órbita retrógrada crea interacciones con las mareas de Neptuno. Los científicos predicen que algún día Tritón chocará con Neptuno, o se fragmentará en una infinidad de objetos que formarán un anillo alrededor del planeta.

“El plazo para que las mareas causen el desmoronamiento de la órbita de Tritón no se conoce con certeza, por tanto podría ser que cuando el Sol se convierta en una gigante roja continúe orbitando o ya se haya descompuesto para ese momento”, explica Stern. “Si Tritón sigue en su órbita, probablemente acabará siendo un mundo con océanos ricos en materia orgánica como Plutón”.

El Sol arderá como una gigante roja durante más o menos 250 millones de años. ¿Será ese tiempo suficiente para tomar una posición? Durante la mayor parte del periodo de gigante roja, el Sol será sólo 30 veces más brillante que en su estado actual. Hacia el final de esta fase, el Sol será más de 1000 veces más brillante, y de vez en cuando liberará pulsos de energía que alcanzarán un brillo 6000 veces mayor que el actual. Sin embargo, esta fase de brillo intenso durará sólo unos pocos millones de años, o decenas de millones como mucho.

La brevedad de la etapa de gigante roja sugiere a Brownlee que Plutón no promete mucho como albergue de la vida. Como la distancia media de la órbita de Plutón es de 40 UA, el Sol debería ser 1600 veces más brillante para que Plutón tuviera la misma radiación solar que la que ahora disfruta la Tierra.

Pinche aquí para ampliar la imagen. El Sol: comparación con su tamaño de gigante roja. Créditos: Department of Physics (Departamento de Física), NCKU.

“El Sol brillará con esa intensidad, pero sólo durante un periodo muy corto de tiempo (sólo un millón de años, más o menos)”, afirma Brownlee. “La superficie y la atmósfera de Plutón “mejorarán”, según nuestro punto de vista, pero no será un lugar agradable en ningún momento”.

Tras la fase de gigante roja, el Sol se hará más pequeño, encogerá hasta el tamaño de la Tierra, y pasará a ser una enana blanca. Los planetas más lejanos, que disfrutaron de la luz de la gigante roja, volverán a ser mundos helados de nuevo.

Por tanto, si la vida va a aparecer en un sistema de gigante roja, necesita hacerlo con rapidez. Se cree que la vida en la Tierra surgió hace 3.800 millones de años, unos 800 millones después de que naciera nuestro planeta. Probablemente se debió a que los planetas del sistema solar interior sufrieron durante 800 millones de años un cruel bombardeo de asteroides. Aún en el caso de que la vida hubiera comenzado inmediatamente, esa lluvia de asteroides hubiera limpiado la Tierra de esa vida.

Brownlee cree que una nueva era de bombardeo podría empezar para los planetas exteriores, ya que la gigante roja podría perturbar el gran número de cometas del Cinturón de Kuiper.

“Cuando una gigante roja se hace 1000 veces más brillante, lanza casi la mitad de su masa al espacio”, afirma Brownlee. “Esto produce que los cuerpos que la orbitan se muevan hacia fuera. La pérdida de gas y otros efectos podría desestabilizar el Cinturón de Kuiper y crear otro periodo de interesante bombardeo”.

Sin embargo, Stern cree que los planetas convertidos en habitables por la gigante roja no serán bombardeados tan a menudo como lo fue la tierra primitiva, ya que el antiguo cinturón de asteroides tenía mucha más materia que la que tiene hoy el cinturón de Kuiper.

Además, los planetas exteriores no sufrirán los mismos niveles de radiación ultravioleta (UV) que los que tuvo que soportar la Tierra, ya que las gigantes rojas tienen una radiación UV muy baja. La mayor intensidad UV de una estrella de la secuencia principal puede dañar las delicadas proteínas y las hebras de ARN necesarias para que se origine la vida. En la Tierra, la vida se pudo originar sólo bajo el agua, en las profundidades protegidas de la intensidad de la luz. Por tanto, la vida en la Tierra está inextricablemente ligada al agua líquida. Pero, ¿quién sabe qué tipo de vida podría surgir en los planetas que no necesitan una coraza que los proteja de la radiación UV?

Stern cree que deberíamos buscar pruebas de vida en mundos semejantes a Plutón que orbiten gigantes rojas. Actualmente conocemos 100 millones de estrellas como el Sol en la vía láctea que están en la fase de gigante roja, y piensa que todos estos sistemas podrían tener planetas habitables entre las 10 y las 50 AU. “Sería una buena prueba del tiempo requerido para crear vida en mundos cálidos y ricos en agua”, afirma.

“La idea de unos cuerpos distantes ricos en materiales orgánicos asándose al calor de una gigante roja es fascinante, y podría proporcionar unos hábitats para la vida muy interesantes, en tanto que efímeros”, añade Brownlee. “Pero me agrada saber que nuestro Sol aún tiene un gran margen de tiempo”.

Concepto artístico de la nave New Horizons durante un encuentro planeado con Plutón y su luna, Caronte. Créditos: The John’s Hopkins University Applied Physics laboratory, New horizons. (Laboratorio de física aplicada Nuevos horizontes, de la Universidad John Hopkins).

¿Y ahora qué?

Aunque mucho de lo que sabemos sobre el sistema solar exterior se basa en medidas distantes hechas desde telescopios terrestres, el 2 de enero de 2004 unos científicos consiguieron un primer plano momentáneo de un objeto del Cinturón de Kuiper. La nave Stardust se cruzó a menos de 136 kilómetros con el cometa Wild2, una enorme bola de nieve que se ha pasado la mayor parte de sus 4600 millones de años de vida orbitando en el Cinturón de Kuiper. Wild2 orbita ahora la mayor parte del tiempo dentro de la órbita de Júpiter. Brownlee, que es ahora el investigador principal de la misión Stardust, dice que las imágenes del Stardust muestran unos fantásticos detalles de la superficie de un cuerpo configurado tanto por su historia antigua como por la más reciente. Las imágenes del Stardust muestran chorros de gas y polvo disparados fuera del cometa, ya que el Wild2 se desintegra rápidamente por el fuerte calor del interior del sistema solar.

Para aprender más sobre el sistema solar exterior, necesitaríamos enviar una nave allí para investigar. En 2001, la NASA seleccionó la misión New Horizons con este propósito.

Stern, que es el investigador Principal de la misión New Horizons, informa de que está previsto que este verano comience el ensamblaje de la nave. El lanzamiento deberá producirse en enero de 2006, y la llegada a Plutón en 2015.

La misión New Horizons permitirá a los científicos estudiar la geología de Plutón y Caronte, hacer mapas de sus superficies y medir sus temperaturas. También se estudiará con todo detalle la atmósfera de Plutón. Además, la nave visitará los cuerpos helados del Cinturón de Kuiper para tomar el mismo tipo de mediciones.