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

Por Daniel Marín, el 6 mayo, 2013. Categoría(s): Astronomía • Exoplanetas • sondasesp ✎ 65

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. Como aficionado inexperto en los planetas anclados por marea siempre me ha parecido difícil encontrar condiciones amables.

    A parte de lo de la temperatura en cada cara y las circulaciones atmósféricas, creo que la rotación tiene algo que ver con la energía interna del planeta, la tectónica, el magnetismo y demás, así que sin esa energía interna sería una roca árida, en plan Marte. No sé si ando muy equivocado.

    Imagino que hay multitud de combinaciones de disposiciones orbitales, incluyendo lunas, incluso algunas que no se nos han ocurrido.

    En cualquier caso siempre hay que analizar todas las hipótesis.

  2. Así como la Luna tiene un pequeño vaivén que oculta la tierra tras el horizonte en determinadas zonas, ¿Podrían estos planetas presentar también este movimiento? de ser así ¿Aumentaría esto la franja habitable del planeta?

    1. Se llaman libración en latitud y en longitud debido a la inclinación de la órbita (la primera) y a la elipticidad de la órbita(la segunda ); a un planeta de este tipo tambien le pasaría.

  3. No tendría porque existir esa discrepancia de temperaturas extremas en cada hemisferio. Bastaría con poseer una atmósfera parecida a la terrestre para que el calor se distribuyera sin problemas desde la cara iluminada a la cara en tinieblas.

    En la Tierra reciben mayor intensidad de radiaciones solares las zonas ecuatoriales que las zonas polares. La diferencia de gradiente energético entre las distintas zonas hace que exista una dinámica atmosférica que transporta la energía desde las zonas de mayor gradiente a las de menor, reestableciendo el equilibrio de temperaturas en la Tierra.
    Es decir, se genera un flujo de aire caliente desde el ecuador hacia los polos y una corriente de aire frio desde los polos hacia el ecuador.

    Entonces estos planetas tipo “ojo” podrían tener un hemisferio relativamente caliente que miraría hacia la estrella y el otro hemisferio que para nada tendría que ser un témpano de hielo sino más bien de temperaturas muy próximas al punto de congelación del agua o incluso ligeramente por encima.

    En cuanto a las radiaciones ultravioleta, si existe vida podría tener una tasa de mutaciones realmente interesante. La evolución en un mundo así debería ir disparada.

    sdos

    1. Efectivamente, con atmósfera esos planetas no deberian existir: ahí está Venus para demostrar que con atmósfera la falta de irradiación larga en una cara del planeta no afecta mucho a la temperatura..

  4. A los que os entusiasma la búsqueda de vida -o de condiciones que podrían hacerla posible- fuera de nuestro planeta, os invitaría a buscar en Venus, el planeta ‘infernal’. Pero parece que alguien decidió que Venus mejor ignorarlo. Me pregunto qué pasaría si compuestos detectados e identificados en su atmósfera como la clorina, el sulfuro de hidrógeno, el dióxido de sulfuro o el sulfato de carbono, fueran detectados en alguno de esos exoplanetas… ¡Sería la bomba seguro! Y es que el márketing también se usa en ciencia…

    1. Perdón, anónimo, quise decir ‘sulfuro de carbono’, no ‘sulfato’. Y si quieres rigor uso dióxido ‘de azufre’ en lugar de ‘de sulfuro’, no hay problema.

      Lo que ya no acepto es que confundas el elemento ‘cloro’ con la ‘clorina’ que es un compuesto formado por un anillo aromático heterocíclico que consta de tres grupos pirrol y un grupo pirrolina unidos por cuatro enlaces metino. Es un compuesto orgánico fotosensible.

      Pero lo realmente interesante no son los palabros sino la importancia unos compuestos en teorías que tratan sobre la posibilidad de vida (presente o pasada) en Venus.

    2. No hay que descartar la posibilidad de que haya bacterias en Venus viviendo bajo la superficie. Se han encontrado bacterias terrestres viviendo a 3 kilómetros de profundidad en una mina de Sudáfrica: http://www.solociencia.com/biologia/06112701.htm

      En Venus, las condiciones bajo tierra serían mucho más favorables que en la superficie. En realidad sólo hay que tener en cuenta una condición: la temperatura. En la superficie la temperatura es de más de 400 ºC, lo que sin duda hace imposible cualquier forma de vida, pero bajo la superficie la temperatura debe de disminuir rápidamente, hasta quedar por debajo de los 100 ºC. En cuanto a la obtención de carbono y energía, no sería problema:

      -El carbono es abundante en la atmósfera en forma de CO2, y también debe serlo bajo la superficie, ya sea como CO2 u otras moléculas de carbono .
      -La energía puede obtenerse de compuestos inorgánicos, como hacen las bacterias quimiolitotrofas terrestres. Por ejemplo de compuestos de azufre como las bacterias sulfoxidantes. O del hierro, como hacen las ferroxidantes.

      Además es muy posible que quede agua retenida bajo la superficie del planeta, incluso a gran profundidad, y que se den fenómenos radiactivos que descompongan el agua, como en la Tierra.

  5. Jorge I. Núñez destacaba en 2007 los siguientes puntos sobre la posibilidad de vida pasada/presente en Venus:

    – La evidencia de vida en la Tierra a una edad tan temprana como 3,8 millones de años

    – Un océano primitivo (2 millones de años de duración) propicio para el origen de la vida, por ejemplo cerca de sistemas hidrotermales

    – La atmósfera podría albergar la vida que no pudo darse en las condiciones inhóspitas de la superficie

    – Los argumentos para una posible vida microbiana en las nubes (Schulze-Makuch et al. 2004) son:

    1. Nubes de Venus más grandes, continuas y estables que en la Tierra

    2. Atmósfera en desequilibrio químico, con H2 y O2 y H2S y SO2 coexistiendo

    3. Super-rotación de la atmósfera que aumenta la posibilidad de reacciones fotosintéticas

    4. Las concentraciones de vapor de agua alcanzan varios cientos de ppm en la capa de nubes más baja (40-50 km de altitud)

    5. El hallazgo de microorganismos creciendo en condiciones extremas en la Tierra, con valores de pH, temperatura, presión y radiación, que también se dan en la atmósfera de Venus

  6. La cuestión que no deja de darme vueltas en la cabeza es ¿qué podremos encontrar dentro de las próximas décadas (como muy pronto) en esos exoplanetas, que no podríamos descubrir AHORA (si hubiera voluntad ‘política’) en Venus, Europa o Titán?

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