Exoplanetas Habitables -Mundos de Agua

Los científicos amplían el abanico de condiciones que se consideran adecuadas para la habitabilidad de los exoplanetas. Un estudio aporta nuevas pistas que indican que un exoplaneta situado a 500 años luz es muy parecido a la Tierra. Kepler-186f es el primer planeta del tamaño de la Tierra identificado fuera del Sistema Solar que orbita alrededor de una estrella en la zona habitable. Esto significa que está a la distancia adecuada de su estrella anfitriona para que se acumule agua líquida en la superficie.

La forma convencional de abordar las categorías definitorias de lo que puede denominarse un planeta habitable consiste en comparar su similitud con la Tierra. Esto significa que los planetas deben ocupar una ubicación orbital alrededor de su estrella central en la que pueda existir agua líquida -la llamada zona habitable circunestelar- y deben ser cuerpos terrestres, ni demasiado grandes ni demasiado pequeños. Sin embargo, esta perspectiva conservadora que define lo que puede considerarse un planeta habitable se basa en la presunción de que la vida en otros lugares de la galaxia debe ser como la vida en la Tierra, y además subestima considerablemente la ingeniosa robustez del sistema viviente (basta con ver los extremófilos, organismos del reino Arquea que prosperan en condiciones que matan a la mayor parte del resto de la vida).

Tras un razonamiento más detallado, es evidente que la zona de habitabilidad de cualquier sistema estelar no puede definirse basándose en su órbita circunestelar, ya que hay mecanismos, además del calor radiante de una estrella central, que pueden mantener el agua líquida, por ejemplo, la buena posibilidad de vida en las lunas heladas de Júpiter y Saturno, como Encélado. Y aunque el agua tiene innumerables propiedades notables -es el disolvente universal-, no está en absoluto establecido que el agua líquida sea un requisito absoluto para la vida. De hecho, un disolvente basado en hidrocarburos puede ser más propicio para la aparición temprana de la vida, ya que el agua tiene fuertes interacciones hidrolíticas que tienden a romper las moléculas. Un entorno como el de Titán -donde la temperatura media de la superficie es de menos 179 grados centígrados- puede ser muy beneficioso para las etapas iniciales de la biogénesis.

En resumen, los planetas (y lunas) que pueden albergar vida pueden existir potencialmente en una amplia gama de condiciones. Recientemente, el astrónomo y astrobiólogo Ramsés Ramírez y Amit Levi han ampliado la gama de condiciones planetarias potencialmente habitables realizando simulaciones para analizar la dinámica del eje de giro de un exoplaneta. Esta dinámica determina cuánto se inclina un planeta sobre su eje y cómo evoluciona ese ángulo de inclinación a lo largo del tiempo. La inclinación axial contribuye a las estaciones y al clima porque afecta a la forma en que la luz solar incide en la superficie del planeta.

Imagen de las zonas de habitabilidad y sus límites dependiendo del tipo de estrella.

¿Qué importancia tiene la inclinación axial para el clima? La gran variabilidad de la inclinación axial podría ser una de las razones principales por las que Marte pasó de ser un paisaje acuático hace miles de millones de años al árido desierto actual.

"Marte está en la zona habitable de nuestro sistema solar, pero su inclinación axial ha sido muy inestable, variando de 0 a 60 grados", dijo el profesor adjunto del Georgia Tech Gongjie Li, que dirigió el estudio junto con el estudiante de posgrado Yutong Shan, del Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica (CfA) en Cambridge, Mass. "Esa inestabilidad probablemente contribuyó a la descomposición de la atmósfera marciana y a la evaporación del agua superficial".

Actualmente se conocen unos cincuenta exoplanetas cuyos diámetros van desde el tamaño de Marte hasta varias veces el de la Tierra y que, además, se encuentran dentro de la zona habitable de sus estrellas; estos exoplanetas son actualmente nuestros mejores candidatos para albergar vida.

Sin embargo, cuando un exoplaneta en la zona habitable tiene decenas de porcentajes de su masa total como agua, y si carece de una atmósfera con gas de hidrógeno o helio, se le llama "mundo de agua". Algunos científicos han argumentado que los mundos de agua son lugares poco probables para la vida. Carecen de la superficie terrestre que impulsa el ciclo del carbonato-silicato, un proceso en el que el gas de dióxido de carbono, que se considera esencial para mantener temperaturas hospitalarias en la superficie, se equilibra entre la atmósfera y el interior del planeta. El astrónomo del CfA Amit Levi y su colega han vuelto a analizar los mecanismos físicos y geológicos de los mundos de agua (o también llamados acuáticos). Ellos descubren que cuando la presión del dióxido de carbono atmosférico es lo suficientemente alta, el hielo marino puede enriquecerse en sustancias químicas distintas del agua y hundirse, impulsando una corriente planetaria que, en efecto, reequilibra la presión del gas de forma aproximadamente análoga al ciclo del carbonato-silicato.

Estos científicos descubrieron que, para que este efecto funcione, el planeta debe girar unas tres veces más rápido que la Tierra; esto permite que se desarrolle una capa de hielo polar y que se produzca un gradiente de temperatura en el océano que ayude a mantener el mecanismo. Además, este gradiente de temperatura favorecería los ciclos de congelación y descongelación necesarios para la evolución de la vida en los mundos de agua, según las limitaciones de la química prebiótica. Calculan una nueva "zona habitable" para este proceso en torno a estrellas similares al Sol y más pequeñas; en general, cae dentro de los límites del rango de la zona habitable habitual. En conclusión, señalan que en el caso de las estrellas muy pequeñas (menores que la mitad del tamaño del Sol, aproximadamente) el mecanismo no funcionaría porque los exoplanetas de su zona habitable están probablemente bloqueados por las mareas de la estrella y siempre tienen la misma cara hacia ella.

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