Las ‘Tierras con forma de ojo’, los refugios de la vida en la Galaxia

Te propongo un ejercicio de imaginación. Intenta visualizar por un momento cómo crees que podrían ser la mayoría de mundos con vida de nuestra Galaxia. ¿Listo? Adelante…. ¿Ya? Déjame adivinar. Lo más probable es que hayas pensado en un mundo similar a la Tierra, ¿no?. Un planeta rocoso cubierto en gran parte por océanos de agua líquida. Una canica azul, vamos. Y es normal, porque la Tierra es el único mundo con vida que conocemos. Normal, pero equivocado. Porque resulta que la mayoría de planetas en la Vía Láctea bien podrían tener este curioso aspecto:

Imagen artística de una exotierra situada alrededor de una enana roja. La zona habitable es una estrecha franja en el terminador (Beau. The Consortium).

Se trata de una exotierra situada alrededor de una estrella enana roja, un astro mucho más pequeño que el Sol. Puesto que la luminosidad de estos astros es muy baja, un planeta habitable debe orbitar muy cerca para mantener agua líquida en su superficie. Tanto, que en la mayoría de los casos debe mostrar siempre el mismo hemisferio hacia su estrella, un mecanismo que se conoce como acoplamiento de marea (tidal locking) y que es el mismo que provoca que la Luna siempre muestra la misma cara hacia nosotros. Como resultado, uno de los hemisferios tendría -dependiendo de la cantidad de agua- un desierto o un océano gigante con temperaturas altísimas, mientras que la otra cara permanecería siempre sumida en la oscuridad albergando un gigantesco casquete glaciar. Un mundo de extremos, sin duda. Pero, con un poco de suerte, una franja alrededor del terminador -la frontera entre el día y la noche- reuniría las condiciones adecuadas para permitir la presencia de agua líquida y, quizás, la vida.

La curiosa disposición con zonas circulares en este tipo de exotierras es el causante de que reciban el apodo de ‘Tierras con forma de ojo’ o eyeball earths (una traducción más correcta pero también más horrorosa sería las ‘Tierras-globos oculares’). Las eyeball earths son uno de los miembros más exóticos del amplio zoológico de planetas que hemos empezado a descubrir recientemente. Junto a ellas tenemos los mundos océano, los planetas de diamante, los mundos con mares de magma o los planetas con órbitas excéntricas como cometas, entre otras muchas otras ‘rarezas cósmicas’.

Zoo de exoplanetas exóticos (Fuente: geosci.uchicago.edu).
Las eyeball earths con más agua tendrían un océano global cubierto por hielo en su lado oscuro (R. T. Pierrehumbert).

La importancia de las Tierras con forma de ojo radica en las estrellas que orbitan. Y es que las enanas rojas, o estrellas de tipo M, son las estrellas más numerosas del Universo (hasta el 70% de todas las estrellas son enanas rojas). Aunque una pequeña fracción posea exotierras, su número total debe ser muy superior al de ‘exotierras normales’ localizadas alrededor de estrellas de tipo solar. Y, por si fuera poco, las estimaciones actuales sugieren que de fracción pequeña, nada: hasta el 48% de estrellas enanas rojas podrían tener exotierras a su alrededor (otra cosa muy diferente es que la vida haya surgido en ellas). Todavía no hemos descubierto una Tierra con forma de ojo, al menos que sepamos. Los exoplanetas Gliese 581d y el controvertido Gliese 581g bien podrían ser exotierras de este tipo. En cualquier caso, el telescopio espacial Kepler está estrechando el cerco sobre estas tierras exoplanetarias, las más fáciles de descubrir gracias a su corto periodo orbital.

Mientras se anuncia el descubrimiento de una posible Tierra con forma de ojo, debemos profundizar más en sus características usando modelos teóricos. Y ese es precisamente el objetivo del proyecto HABEBEE (Exploring the Habitability of Eyeball-Exo-Earth), liderado por Daniel Angerhausen. HABEBEE pretende construir modelos de exotierras en enanas rojas en función de la distancia de sus estrellas, su densidad, intensidad de su campo magnético y cantidad de agua, entre otros parámetros. De esta forma, cuando descubramos un candidato a Tierra con forma de ojo seremos capaces de juzgar mejor su habitabilidad. Por supuesto, también pueden existir otras exotierras alrededor de enanas rojas. Por ejemplo, podemos imaginar un mundo situado en la parte exterior de la zona habitable completamente cubierto por hielo (una especie de ‘super-Europa’) o también podemos imaginar planetas con océanos globales.


Agua en el terminador de una exotierra alrededor de una enana roja (fuente).

Además de modelos teóricos, el equipo de Angerhausen planea reunir todo tipo de microorganismos, incluyendo extremófilos, con el fin de estudiar su capacidad para sobrevivir en las exotierras más exóticas. El objetivo último es comprobar si la vida puede sobrevivir en las Tierras con forma de ojo usando la cámara de simulación planetaria del laboratorio de astrobiología de la Universidad de Sao Paulo en Brasil. Una de las variables más críticas es la radiación, ya que las enanas rojas son famosas por generar fulguraciones brutales que pueden aumentar entre cien y mil veces la dosis normal de radiación ultravioleta. Para determinar los peligros de la radiación, el equipo de HABEBEE quiere radiar muestras de hielo con microorganismos usando el sincrotrón de Campinas, en Brasil.

Con un poco de suerte, algunos de los candidatos a Tierra con forma de ojo que descubramos en los próximos años podrán ser analizados por el telescopio espacial James Webb, aunque para detectar biomarcadores en sus atmósferas necesitaremos telescopios más avanzados de nueva generación.

Las Tierras con forma de ojo abren la puerta a un sinfín de posibilidades. Por ejemplo, ¿cómo serán las formas de vida complejas que hayan surgido en un mundo así?¿Existirán plantas de color negro para aprovechar mejor la rojiza luz de su estrella?¿Qué ideas acerca del Universo tendrá una hipotética especie inteligente que haya evolucionado en un ambiente tan distinto al nuestro? Dentro de poco tiempo podríamos tener la respuesta a estas fascinantes preguntas.

Referencias:



65 Comentarios

  1. Nos olvidamos de las posibles resonancias espín-orbitales, como en Mercurio. Quizá planetas con este tipo de resonancias 3:2 sean más comunes que los que presentan el acoplamiento mareal. En estas resonancias, un planeta con un periodo orbital de 45 días, presenta días con una duración de 30, casi como en nuestra Luna. Estos serían muy diferentes de los planetas que has presentado.

    También sería muy interesante explorar cómo los planetas cercanos influirían en este tipo de resonancias orbitales. A fin de cuentas las enanas rojas presentan fundamentalmente sistemas planetarios compactos, más que planetas solitarios.

    1. Los planetas en resonancia como Mercurio podrían existir, por supuesto, pero presentan un problema y es que su órbita debe ser ligeramente excéntrica para que exista la resonancia. Este requisito introduce inestabilidades en un sistema multiplanetario compacto y de larga vida como el que existe en una enana roja, por lo que muchos de estos mundos terminarán por circularizar su órbita o ser expulsados del sistema. Cierto es que en el primer caso la circularización no implica que desaparezca la resonancia, motivo por el cual las resonancias se tienen en cuenta en los modelos teóricos, lo que pasa es que siempre se tiende a usar la Navaja de Occam en este tema. Ya sabes, los físicos siempre empiezan por los extremos 😉

    2. Ja, ja, como lo del chiste «supongamos una vaca circular…»

      Pues yo creo que el gradiente de marea introduciría una lenta rotación: Si el hemisferio oscuro está cubierto de hielo, esto hace que el centro de gravedad del planeta se desplace ligeramente hacia allá. Así que creo verosimil que precisamente ese lado cuboerto de hielo genere una lenta rotación que haga que la zona helada/desértica vaya variando. Sólo cerca de los polos tendremos climas más o menos «suaves».

      Me encanta este blog. Saludos.

  2. En un planeta como este los vientos y el clima no serian muy variables?, digo por la variacion de temperatura de un extremo al otro.

    1. TITAN:Una vez mas un excelente articulo pero dudo mucho que pueda existir ese tipo de planetas a no ser que no tenga atmosfera o sea tenue.Como ya sabeis las atmosferas tienden a equilibrar las temperaturas hay teneis a VENUS de ejemplo.Lo mas divertido es que algunas veces lo hace de una forma brutal con vientos que puedan alcanzar miles de kilómetros por hora.He leído que un jupiter caliente hace precisamente eso.Acoplamiento mareal y temperaturas diurnas y nocturnas no muy exageradas.Resultado vientos de 10000 km por hora.

  3. Imaginad por un instante… millones y millones de atardeceres perpetuos están sucediendo ahora mismo… en todos esos mundos, inconscientes de su propia belleza.

    1. Esa frase me hizo pensar en Carl Sagan.

      A propósito, ¿se imaginan cuan inspiradoras serian las frases de Sagan si él hubiera vivido unos años mas y hubiera presenciado estos descubrimientos de exoplanetas que hoy ya nos parecen cotidianos?

    2. Ahora mismo mismo no, la relatividad del tiempo no permite acoplar dichos sistemas de referencia inercial gravitatorios con el nuestro en el invariante cosmológico de todos esos atardeceres que sí se suceden sin parar y se sucederán sin cesar. Para que nadie contemple tal belleza pues no hemos llegado a esos puntos y estamos absortos en nuestro esclavo trabajo asalariado aquí y demás actividades nimias tan mundanas como vulgares, sensatas pero en el absurdo de existencias que se apagan y no conocen ni viven más que unas moscas del trópico y las frutas.

  4. ¿Cómo que no alcanzará con el Webb y necesitaremos una «nueva generación de instrumentos»? Somos contados con los dedos los que sobreviviremos para la próxima puesta en órbita de telescopios espaciales -al Webb le querrán sacar más de 20 años de uso tal como al Hubble, antes de enviar un sucesor. Y calculando que será lanzado recién en 2020 (depende del humor del que teje los presupuestos yankees), quiere decire que recién en el 2040 se podrá tener con seguridad los marcadores de vida en exotierras.
    O eso, o alguien toma la posta (o los EEUU recomienzan su carrera espacial, lo cual dudo), o Europa crea un Kepler 2 para buscar tales marcadores.
    Cuando una disciplina que es práctica y basada en observaciones, se torna puramente «teórica» por falta de material experimental, estamos en problemas y demuestra un parate en el avance de la disciplina.

    1. No tenemos ni idea. No sabemos por qué se pierden las atmósferas (si es que se pierden). La idea era que, si el planeta no tiene magnetosfera (como Marte o Venus), la erosión del viento solar va «evaporando» la atmósfera a una tasa muy pequeña pero constante a lo largo de los eones, aparte que muchas moléculas atmosféricas pueden disociarse en iones o radicales -por efecto de la radiación simplemente, luz y demás- y así escapar de la gravedad planetaria con más facilidad. No obstante, Mercurio tiene magnetosfera respetable y no tiene atmósfera (y teóricamente podría, Titán la tiene con menos masa y la mitad de gravedad), Venus no la tiene y la atmósfera la tiene infernal y superdensa y masiva. Es cierto que para despojar a Venus de semejante atmósfera se necesitaría una erosión colosal, pero, curiosamente, con los datos de Mars Express y Venus Express, parece ser que la tasa de pérdida atmosférica es equivalente en los tres planetas (Venus, Tierra, Marte). En suma, muchísimas más incógnitas que respuestas.

      Más bien los efectos de la atmósfera serían enormemente curiosos. En el punto subsolar (que sería una región más o menos amplia por vaivenes varios) la temperatura sería de horno crematorio, ahí habría prácticamente una columna de gas en ascenso permanente y a ras de suelo una succión de atmósfera circundante probablemente con vientos huracanados. La atmósfera hipercalentada iría entrando en el hemisferio nocturno donde se enfriaría, perdería altitud y haría el viaje de vuelta. El terminador tendría vientos fríos desde la zona nocturna hacia la diurna, siempre, permanentemente. No soy capaz de vislumbrar un ciclo hídrico.

      Respecto a lo que comentan abajo sobre una tectónica de placas… muy difícil de ver. Dependerá de la cantidad de agua (sin agua, no hay tectónica), si el hemisferio diurno se seca por completo, se cortocircuitaría el mecanismo en ese hemisferio y el calor acabaría saliendo en erupciones continentales a lo bestia, eso distorsionaría absolutamente todo el planeta. Además, no creo que pueda funcionar un sistema hemiglobalmente, un hemisferio sí otro no. Si está cubierto de agua entonces la cosa cambia mucho, con unos regímenes de corrientes también absolutamente increíbles.

  5. Pregunto yo algo: ¿como es posible que «Científicos» puedan SUPONER como son los exoplanetas lejanos y la vida que habita en ellos y no puedan SUPONER como es la vida en el actual marte y lo peor aún, no hay el mínimo esfuerzo por darla a conocer?

    1. No, el notición es que hay muchiiiiisima vida en planetas que giran cerquita cerquita de millones y millones de enanas rojas. Claro que están lejísimos y no podemos explorarlos, que si no…. Pero, bueno, sus habitantes vienen a menudo en platillos volantes y nos revelan todas estas evidencias en Cuarto Milenio.

    2. Como anda el patio… por supuesto que se supone vida en Marte. De hecho, todas (repito, todas) las agencias espaciales estudian, directa o indirectamente, la posibilidad de vida en uno de nuestros dos planetas vecinos. Y, por otra parte, las suposiciones sobre vida en exoplanetas no hacen referencia a casos concretos (resulta imposible), sino a cuestiones generalistas («¿es posible la existencia de vida en planetas que orbiten enanas rojas?»). Cuetiones que, por nuestras todavía escasas posibilidades científico-técnicas suelen quedar abiertas.
      Ni el primer «Anonymous» ha afirmado que haya vida en Marte ni hay científicos que nieguen categóricamente su existencia.

  6. No comprendo la obsesión por las Tierras Terminador cuando se habla de enanas rojas. Esta claro que esos mundos pueden existir y estando a esa distancia concreta su única zona habitable será el terminador, Pero…

    ¿Que los hace los más propicios para la vida? Si alejas un poco la órbita de esos planetas la zona habitable y con agua líquida será la cara iluminada y no el terminador, lo cual creo que hace mucho más probable que aparezca vida. Y si lo acercas un poco la cara habitable y con agua líquida será la cara oscura, y aunque no haya vida basada en la fotosíntesis también puede que haya vida en estos planetas.

    ¿Porqué solo se habla de la posibilidad de vida en enanas rojas en Tierras Terminador cuando cualquiera de las otras opciones es perfectamente posible?

    1. Pues por una cuestión de estadística, hay varios órdenes de magnitud más de enanas rojas que de estrellas tipo nuestro sol, por tanto si la vida no se cerrase (hablo de tener certezas cientificas) a soles como el nuestro, podríamos decir que el universo está LLENO de planetas habitables.

  7. Habitabilidad significa ‘posibilidad de ser/estar habitado’. El único planeta habitado que conocemos y que puede servirnos de referencia es el nuestro, que ni es super ni gira muy cerca de una enana roja. De momento, las únicas formas de vida que conocemos las encontramos en el planeta Tierra. Que sí, que algunas sobreviven en o se han adaptado a condiciones extremas, pero no perecen que sean esas las condiciones a partir de las cuales se haya originado y desarrollado la vida. La única vida que conocemos parece existir en un frágil equilibrio, que hace incluso difícil de explicar cómo es que no desapareció en alguno de los catastróficos episodios que atravesó la Tierra hace millones de años… Por lo que el optimismo con que se buscan exoplanetas en zonas ‘habitables’ de enanas rojas me sigue pareciendo falto de fundamento. No creo que el descubrimiento de estos planetas aumente un ápice la posibilidad de que alberguen vida -entendida como la única que conocemos-, aunque cada uno es libre de creer en hombrecillos verdes o formas de vida basadas en el calcio…

    1. Date cuenta de que se habla de habitabilidad pero todavia no se sabe como nacio la vida en la Tierra. Algun dia sabremos cuales son las condiciones necesarias para que un planeta de lugar a una civilizacion.

      Nos queda mucho por conocer y eso es lo divertido.

      Saludos, Raul.

    2. Te equivocas cuando dices que las condiciones extremas no son las originales de la vida. La arqueobacterias extremófilas son genéticamente las formas más antiguas de vida que se conocen, así que lo más probable es que las primeras formas de vida fueran extremófilas, por ejemplo en chimeneas volcánicas usando compuestos de azufre y energía térmica. Lo que pasa es que nosostros los humanos vivimos muy alejados de esas condiciones y aplicamos el sesgo de «lo normal para nosotros es lo normal para la vida». Craso error. Debemos explorar la posibilidad de vida en exopalentas teniendo en mente todas las formas de vida que conocemos en la Tierra, que son muy diversas y en muchos casos opuestas: por ejemplo hay organismos aerobios como nosotros que necesitamos el oxígeno, y organismos anaerobios estrictos a los que el oxígeno los mata. Y por cierto las primeras formas de vida debieron ser anaerobios estrictos.

    3. Que sean las más antiguas que conocemos no significa que sean las primeras ni mucho menos. Llegar desde la materia inorgánica hasta una Thermococcus gammatolerans -que resiste rayos gamma de 30 KGrays y que dicen podría sobrevivir en el espacio exterior-, implica muuucho tiempo de evolución, selección y adaptación… En cualquier caso estoy encantado con la búsqueda de planetas habitables, simplemente espero mayor rigor en los parámetros de búsqueda.

  8. No termino de ver esto de los exoplanetas habitables en estrellas tipo M. Si fueran reales nuestra Tierra, el unico planeta habitado conocido, seria bastante exotico, nuestra civillzacion seria una anomalia en un Sol del tipo G.

    La.historia de la astronomia ha demostrado que los planteamientos en los que la Tierra esta de alguna forma privilegiada respecto al resto del Universo suelen ser erroneos. Viviriamos en un Mundo improbable.

    Personalmente creo que algo en la definicion del HZ en las enanas rojas se nos escapa, quiza no estamos entendiendo bien el papel del efecto marea. Sera cuestion de volver a cambiar la definicion (otra vez)

    Saludos, Raul.

    1. Bueno, lo que comentas no es otra cosa que el principio antrópico, pero aplicado a las ZH 😉 La vida en las exotierras de enanas rojas deben superar una serie de obstáculos formidables, pero lo interesante es su ubicuidad. Hay tantas estrellas de tipo M y su vida es tan larga que las probabilidades de que surja la vida en estos mundos y se mantenga podría -¿debe?- ser mayor que en las estrellas FGK. Otra cosa es vida pluricelular, claro.

    2. Si, es el principio antropico. Las enanas rojas son ubicuas pero cuando miro a mi Sol tiene un tono amarillento. Debe ser porque mi magnetosfera me protege de sus moderadas fulguraciones, como ya apuntais.

      Olvide felicitarte por el magnifico articulo, es siempre un placer leerte. No dejes de escribir por favor.

      Saludos, Raul.

    3. Reconozco que nunca entendí bien eso del principio antrópico. Pero sé que, de momento, la comunidad científica solo conoce un planeta HABITADO, que gira mal que nos pese en torno a una estrella tipo G2, y en cambio no tiene ninguna evidencia de la existencia de vida en ninguno de los exoplanetas detectados en torno a estrellas tipo M. Cero evidencias multiplicadas por 4500 millones de enanas rojas igual a… CERO!!

  9. Bueno, Daniel en su artículo ya apunta algunas de las que yo creo deberían ser limitaciones: la intensidad excesiva del campo magnético de la estrella, fuguranciones muy ‘energéticas’, la ausencia de esos ‘marcadores biológicos’, etc. En cualquier caso, jugar con la hipótesis de otras formas de vida (no basadas en el carbono) no debería ser válida en ciencia, a no ser que alguien presente un modelo plausive…

  10. En un mundo así la deriva continental (si se diese) tendría un efecto dramático sobre la evolución. Me imagino un continente con vida animal sumiéndose lentamente en el lado nocturno, en un anochecer de millones de años. Dependerá del tamaño del o los continentes y de los océanos que la vida pueda migrar o esas especies se extingan y la evolución terrestre tenga que empezar de cero. Tomar esto como una pregunta ya que mis conocimientos (en cualquier campo) son superficiales.

    1. La deriva continental si que seria muy interesante en un mundo así. Sobretodo, por que parece que necesita agua para funcionar, ya que actúa como lubricante de las placas. El lado diurno desértico, probablemente la deriva continental estaría parada o frenada enormemente, y desconozco como actuaria bajo una capa de hielo de un par de kilometros de grosor en el lado nocturno.

    2. Si me permites una corrección, ZardoZ, el agua superficial, la que podría permitir la existencia de vida, no es un factor determinante para la deriva continental. Dicho de manera rápida, en la Tierra las placas tectónicas «deslizan» sobre la astenosfera, una capa de silicatos fundidos y semifundidos que se encuentra en la parte superior del manto (entre 250 y 600 km).
      Un saludo 🙂

  11. Las exotierras son un tema apasionante, pero como dicen por ahí arriba me da pena que una disciplina puramente practica se vuelva teórica por falta de medios. Hacen falta mejores instrumentos para estudiar el universo.

    Pensar que puede que aun falten décadas antes de poder estudiar biomarcadores en exotierras es un poco deprimente.

    Podría haber vida ahí fuera, y podemos detectarla, solo hace falta financiación…

  12. Yo tengo una duda, si en la cara nocturna de estos planetas se acumularía todos los volátiles en forma de hielo o líquido, no se desestabilizaría el centro de gravedad del planeta? y se produciría una especie de rotación lenta?

    1. En principio no. La presencia de océanos es un factor más importante a la hora de estudiar el acoplamiento de marea de un planeta (el agua se dilata, se deforma, se mueve con respecto a la superficie sólida, etc., el hielo no tanto).

    2. Un planeta como como la Tierra tiene un fraccíon mínima de momento angular
      debido a los océanos y la atmósfera; debido a que las órbitas de cualquier planeta tienen una cierta inclinación y es práctcamente imposible que sean circulares presentarian efectos de libración mas importantes que los debidos a la distribución de masas de fluidos; además si no tienen satélites su precesión puede ser horrorosa. Un caos, para entendernos

  13. Interrogante:

    Me llama la atencion la falta de menciones a posibles lunas de esos planetas. Tambien estarian acoplados por marea ???, si nuestra Luna tuviera pequeños satélites como Phobos y Deimos, solo mostrarian un hemisferio ?

    Luis de Argentina

    1. No viene al tema del post, pero es curioso que ningun satelite de cualquier planeta del sistema solar tenga a su vez un minisatelite. ¿Sería justamente por los efectos de marea que hace que dicho objeto caiga en espiral al objeto principal en poco tiempo?

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Por Daniel Marín
Publicado el ⌚ 6 mayo, 2013
Categoría(s): ✓ Astronomía • Exoplanetas • sondasesp