Conceptos Astrobiología - Lugares para la vida

El siglo pasado ha sido testigo de la exploración intensiva de nuestro sistema solar. Esta exploración virtualmente ha probado que no hay formas de vida avanzadas, aunque la cuestión que aun permanece es si existen o no formas simples de vida.

Autores: Chris Impey y Erika Offerdahl

Los astrobiólogos han tenido pocos problemas identificando lugares que explorar en nuestro sistema solar, buscando evidencias de vida presente o pasada. Pero ¿qué hay acerca de localizar lugares para la vida más allá de nuestro sistema solar?

Esta discusión asumirá que para la vida como mínimo se requiere un planeta, que la vida no puede desarrollarse en un pequeño fragmento de escoria rocosa, en un nebulosa, o en las profundidades del espacio interestelar. Los planetas tienen una alta concentración de los elementos más pesados que el hidrógeno o el helio que se necesitan para poner a punto la compleja química necesaria para la vida. También proporcionan una plataforma estable en la que la vida puede existir. Como resultado, necesitamos hacer las preguntas: ¿es único nuestro sistema solar? ¿es la formación planetaria un lugar común o una casualidad?

Hay una base física firme que soporta las ideas de la acrección, la condensación y la radiación que conducen a la formación de planetas. Cuando nuestro propio sistema solar se estaba formando era como un fundidor cósmico. La aplastante mayoría del gas en la nube que formó el sistema solar se colapsó en el recientemente formado Sol. Sin embargo, la pequeña cantidad de material restante tenía concentraciones de elementos más pesados que el hidrógeno y el helio que eran cientos o miles de veces mayores que los valores medios del Sol. A distancias tan pequeñas como unas pocos A.U. (unidades astronómicas), los planetas crecieron por acrección de rocas y metales, y luego hielos. Vivimos en un helado rescoldo que es el residuo del proceso de formación de una estrella que ahora nos calienta. Suena como una secuencia de eventos poco plausible. Pero teoría y observación indican que la formación de planetas puede ser un subporducto común de la formación estelar.

Por tanto si la formación de planetas es una ocurrencia común, ¿donde está la evidencia? Trás una busqueda larga y dificil, los astrónomos confirmaron la existencia del primer planeta extrasolar a principios de los noventa. Hoy conocemos unas 10 veces más planetas fuera de nuestro sistema solar que dentro. Aunque no tenemos imágenes reales de esos planetas, la observación de las estrellas alrededor de las que orbitan ha probado su existencia; los planetas grandes ejercen una fuerza sobre su estrella central que provoca su bamboleo. Estos impresionantes resultados terminan con dos mil años de especulacion. Hemos subido un espectacular nuevo peldaño en la revolución Copernicana mostrando que los planetas estan diseminados por todo el espacio y que la Tierra no es el punto de ventaja desde el que ver el universo.

Una nueva generación de experimentos nos permitirá revelar planetas mediante imágenes directas. Los astrónomos también están utilizando técnicas para mejorar imágenes de objetos en el espacio realizadas con telescopios basados en Tierra, compensando el efecto distorsionador de la atmósfera terrrestre. También están planeando interferómetros, telescopios enlazados que tienen la resolución de un telescopio único mayor igual en tamaño que la separación de los telescopios individuales del conjunto. Los interferómetros en el espacio podrían conseguir una resolución suficiente para resolver planetas del tipo de la Tierra alrededor de estrellas cercanas. Por último, están desarrollando coronógrafos, instrumentor que bloquean el disco solar de forma que se pueda ver la región alrededor de una estrella, la región donde esperamos encontrar planetas.

Además de para capturar imágenes, los astrónomos esperan utilizar nuevos grandes telescopios para dispersar en sus espectros la debil luz reflejada de los planetas extrasolares. Con ello podemos aprender acerca de la química de las atmósferas de esos remotos planetas. El oxígeno es altamente reactivo y se involucra en muchas reacciones inorgánicas. Por tanto encontrarlo en exceso en la atmósfera de un planeta es un signo de un proceso biológico, en otras palabras, el oxígeno se está reponiendo continuamente por fotosíntesis u otro proceso vital. Seremos capaces de inferir vida en otro planeta por la presencia de oxígeno (O2), junto con ozono (O3) y vapor de agua (H2O).
La identificación de lugares para la vida implica más que localizar planetas.

¿Qué hay sobre los requerimientos para que un planeta sea adecuado para la vida? Aunque sabemos poco acerca de la diversidad de los planetas, tratamos de hacer las menos asunciones posibles. Una asunción básica es que las temperatura del planeta debe permitir la existencia de agua líquida. Un líquido es de lejos el mejor medio para los procesos químicos y biológicos. La fuente de energía para sostener una temperatura apropiada no tiene porque ser la luz del sol. La energía para mantener la temperatura en un planeta puede también ser energía geotermal interna o provenir del flexionado gravitacional. Consecuentemente, tanto planetas como grandes lunas de planetas son lugares potenciales para la vida.

Se han propuesto varias condiciones como necesarias para hacer un planeta habitable. La estrella que el planeta orbita debe ser una estrella de la secuecia principal; los estados evolucionarios fuera de la secuencia principal tienen vidas cortas o generan demasiado poca energía para albergar vida. La estrella no debe tener más de alrededor de una vez y media la masa del Sol. Este límite permite suficiente tiempo en la secuencia principal para que la vida compleja evolucione. También limita la luminosidad de las estrellas a unas cuatro veces la del sol; un valor mayor proporcionaría demasiada dañina radiación ultravioleta, perjudicial para las moléculas orgánicas. La estrella central debe tener al menos 0,3 veces la masa del Sol. Apreciese que el límite inferior es mucho más importante que el superior, puesto que la vasta mayoría de las estrellas del universo son de baja masa. Este límite inferior, correspondiendo a una centésima de la luminosidad del Sol, permitiría a la estrella a ser lo suficientemente caliente para que los planetas cercanos mantengan el agua líquida. La zona en la que el agua líquida puede estar presente alrededor de estrellas más frías debe estar tan cerca de la estrella que un planeta a tan poca distancia vería arrancada su atmósfera. Es más, planetas tan cercanos a una estrella estarán gravitacionalmente bloqueados dando siempre la misma cara a la estrella. Cerca del 25% de los 40 000 millones de estrellas en la Vía Lactea son estrellas de la secuencia principalde tipos F, G y K, tipos espectrales que satisfacen estas dos primeras condiciones.

Además de orbitar una estrella apropiada, es necesario para un planeta tener suficiente masa para tener una gravedad suficiente para retener una atmósfera sustancial. También la órbita del planeta debe ser casi circular, o al menos suficientemente estable para mantenerlo a una distancia apropiada y prevenir cambios estacionales drásticos. Las órbitas de los planetas en sistemas de estrellas binarias no deben ser estables. Así que probablemente podemos excluirlas, excepto las que están muy cercanas o las parejas muy separadas donde los planetas no se verán turbados por los movimientos estelares.

Los astrobiólogos concluyen que los lugares para la vida pueden encontrarse alrededor de un amplio espectro de estrellas de la secuencia principal, tanto en planetas como en grandes lunas de planetas mayores. La mayoría de los lugares habitados deben ser variaciones de un tema familiar - planetas parecidos a la Tierra orbitando estrellas parecidas al Sol - pero la naturaleza puede también haber desarrollado una inesperada diversidad de lugares habitables. Hasta ahora ninguno de los planetas extrasolares parece ser adecuado para la vida. Mientras continuamos buscando, los astrobiólogos esperan aprender más acerca de la evolución de la vida mirando más de cerca a la historia del lugar que llamamos hogar.

Traducido para Astroseti.org por: David Martínez

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Vía: Ciencia Kanija