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Los planetas que contienen agua líquida, el ingrediente clave para la vida tal como la conocemos, pueden ser 100 veces más comunes de lo que se suponía anteriormente, según los resultados que se presentaron en una importante conferencia de geoquímica el lunes.
La vida en la Tierra surgió en los océanos que cubren la mayor parte de la superficie de nuestro planeta, pero los científicos ahora han demostrado que cuerpos de agua subterráneos ocultos pueden formarse fácilmente en mundos que orbitan enanas rojas, que son estrellas que son mucho más pequeñas que el Sol.
El hallazgo tiene grandes implicaciones en la búsqueda de vida extraterrestre porque las enanas rojas —también conocidas como enanas M— son la clase de estrellas más abundante y se sabe que albergan con frecuencia planetas rocosos similares a la Tierra.
El agua es tan fundamental para la vida en la Tierra que los científicos la consideran el compuesto más valioso en la búsqueda de extraterrestres en otros mundos. Si bien la Tierra es el único planeta en nuestro propio sistema solar que actualmente alberga océanos acuosos en su superficie, algunos de nuestros mundos vecinos albergan océanos subterráneos debajo de sus capas heladas, incluida la luna Europa de Júpiter y la luna Encélado de Saturno.
Lujendra Ojha, científico planetario de la Universidad de Rutgers, ahora ha presentado evidencia de que el calor geotérmico se encuentra dentro de muchas «exo-Tierras» frías —es decir, planetas similares a la Tierra en otros sistemas estelares— en la Conferencia Goldschmidt en Lyon, Francia.
Estos océanos subglaciales en los sistemas de enanas rojas «podrían parecerse a las condiciones del subsuelo que se encuentran en Europa» y «pueden proporcionar condiciones habitables durante un período prolongado», según un estudio dirigido por Ojha que se publicó en Nature.
«Me sorprendió gratamente», dijo el científico en una entrevista con Motherboard, refiriéndose a los resultados de su equipo. Agregó que la noción principal de la investigación es que «si hay hielo en un planeta, es más probable que se haya derretido y creado agua líquida que al revés».
El estudio se inspiró inicialmente en la llamada «paradoja del Sol joven y débil», un problema de larga data en astrofísica que describe la desconcertante evidencia de que el agua existió en planetas como Marte y la Tierra hace unos cuatro mil millones de años, a pesar de que nuestro Sol era alrededor del 30 por ciento más débil en esta era antigua. Los científicos han sugerido que la actividad geotérmica generada por la descomposición de elementos radiactivos puede haber proporcionado una fuente de calor que contribuyó a lo que se conoce como «fusión basal» de hielo en agua, en ausencia de una fuerte radiación solar.
«La mayoría de los exoplanetas similares a la Tierra que hemos encontrado hoy orbitan alrededor de enanas M», explicó Ojha. «Dado que el derretimiento basal fue algo que probablemente sucedió y podría haber sido una de las principales formas de generar agua líquida en los planetas de nuestro sistema solar hace miles de millones de años, queríamos determinar qué se requeriría para fusión basal, y si esto podría suceder en otros cuerpos planetarios».
Con ese objetivo en mente, los investigadores ejecutaron modelos sofisticados de exoplanetas que se basan en mundos reales que han sido detectados por telescopios —incluidos Próxima Centauri b, TRAPPIST-1 e y Kepler 442 b—. El equipo se centró específicamente en la dinámica de varias capas de hielo como una forma de limitar las probabilidades de que los océanos subglaciales se derritan como resultado de la energía geotérmica en mundos extraterrestres.
Los resultados revelaron que incluso los flujos modestos de calor geotérmico podrían descongelar cuerpos de agua debajo de las capas de hielo de exoplanetas distantes, lo que indica que estos océanos ocultos probablemente sean abundantes en los sistemas de enanas rojas a lo largo de la Vía Láctea.
El estudio del equipo, junto con un trabajo posterior que apareció en Nature, sugiere que puede haber 100 veces más «mundos potencialmente habitables» en nuestra galaxia de lo que se suponía originalmente. En otras palabras, puede haber un promedio de un planeta con agua líquida por cada sistema estelar en la Vía Láctea, lo que representa una gran expansión de la habitabilidad planetaria.
Además, las vidas medias de mil millones de años de los elementos radiactivos podrían proporcionar una fuente de calor estable a largo plazo para estos mares subterráneos, aumentando las probabilidades de que la vida pueda surgir y florecer en ellos. Ese último punto es particularmente importante para los científicos que estudian específicamente la habitabilidad de los sistemas de enanas rojas, que es un tema de discusiones acaloradas.
Las enanas rojas pueden ser más pequeñas y más tenues que el Sol, pero se sabe que producen una luz intensa y erupciones que podrían evitar que la vida se arraigue en la superficie de sus planetas. Sin embargo, la vida que surgió en los océanos subglaciales de estos mundos estaría protegida de estos efectos superficiales dañinos por una capa de hielo.
Límites de la zona habitable en función del tipo estelar y el flujo de radiación recibido de la estrella anfitriona, en relación con la Tierra. Crédito: Amri Wandel, Nature, 2023.
«La habitabilidad de las enanas M es un tema muy interesante y muy debatido», señaló Ojha. «Lo que es interesante, y creo que digno de mención, sobre la idea del derretimiento basal y los océanos subterráneos es que la estrella podría ser el mayor matón de esa galaxia y no importa. Debajo de un par de metros de hielo, si hay agua y si hay algún tipo de vida primordial, la mayoría de los rayos X, o las tal vez las esporádicas erupciones solares, no van a afectar notablemente a estas biosferas profundas en comparación con si la vida o la biosfera estuvieran en la superficie».
«Profundo, muy profundo dentro del hielo, se proporciona un refugio, por lo que creo que es interesante que el derretimiento basal no solo proporcione una forma alternativa de crear este entorno habitable, sino que está mucho más protegido que si hubiera algo como la superficie», añadió.
Por supuesto, nadie sabe si las exo-Tierras frías albergan vida, pero hay una gran variedad de nuevas misiones y técnicas que podrían arrojar más luz sobre este tentador misterio en los próximos años y décadas. Por ejemplo, la NASA planea lanzar su nave espacial Europa Clipper para observar de cerca la luna oceánica helada de Júpiter en 2024, y también se han propuesto misiones conceptuales para buscar vida directamente en Encélado.
Estos esfuerzos podrían revelar las propiedades de nuestros mundos oceánicos locales, incluso si albergan vida, lo que podría informar la búsqueda de extraterrestres en entornos similares en toda la galaxia.
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