La Tierra es un vergel de vida, sin duda, ¿pero es el mejor mundo posible de entre todos los tipos de planetas que deben existir en el Universo? Nuestro planeta es el mundo habitable por antonomasia y el único habitado que conocemos, pero puede que ahí fuera haya mundos que sean más favorables para la vida compleja. Son los llamados mundos superhabitables.
De entrada hay que tener en cuenta que la habitabilidad de la Tierra ha variado drásticamente a lo largo de su historia. En algunos periodos nuestro planeta se ha convertido en una bola de nieve marginalmente habitable, mientras que en otros, como el carbonifero, la cantidad de biomasa sobre el planeta era superior a la actual. Pero antes de ver qué características debería tener un planeta superhabitable, primero debemos hablar de la zona habitable, esa difusa región alrededor de una estrella en la que un planeta con atmósfera es capaz de tener masas de agua líquida en su superficie de forma estable. El caso es que la zona habitable no es ni mucho menos inmutable y va desplazándose hacia el exterior de un sistema planetario a lo largo de la vida de una estrella. Desde hace relativamente poco sabemos que la Tierra no está cerca del centro de la zona habitable tal y como creíamos hace unas décadas, sino que está justo en el borde interno, por lo que en realidad la Tierra es apenas habitable. El Sol aumenta de brillo un 10% cada mil millones de años aproximadamente, así que dentro de mil millones de años la vida pluricelular en la Tierra habrá desaparecido casi en su totalidad y dentro de 1750 millones de años nuestro planeta ya estará totalmente fuera de la zona habitable, mucho antes incluso de que el Sol se convierta en gigante roja.
¿Es en este sentido el Sol la mejor estrella para un mundo habitable? Evidentemente, no. Hay estrellas mucho más longevas y que por tanto poseen zonas habitables más estables. Las estrellas enanas rojas (tipo espectral M) son las más abundantes del Universo, pero las zonas habitables alrededor de estas estrellas están tan cerca de las mismas que los posibles planetas habitables que tengan presentarán siempre el mismo hemisferio hacia su astro -un fenómeno conocido como acoplamiento de marea- y estarán a merced de las frecuentes fulguraciones que emiten este tipo de estrellas. Es posible que por simple estadística la mayor parte de planetas habitables del Universo estén alrededor de enanas rojas, pero seguramente serán mundos muy diferentes a la Tierra y difícilmente se podrán considerar como superhabitables.
Por estos motivos el mejor tipo de estrella parecen ser las de tipo espectral K. Más pequeñas que el Sol (que es de tipo espectral G), pero de mayor tamaño que las enanas rojas, las estrellas de tipo K son también más abundantes que las estrellas de tipo solar. Y sobre todo, viven más. Una estrella tipo K puede permanecer en la secuencia principal entre veinte y cuarenta mil millones de años frente a los diez mil millones del Sol (eso sí, bastante menos que cientos de miles de millones de años que puede alcanzar una enana roja), por lo que la vida compleja tendría tiempo más que suficiente para desarrollarse.
Una vez que hemos elegido las estrellas de tipo K como las más favorables, ahora ya podemos pasar a discutir las características de los planetas superhabitables. Según el creador del término, el astrónomo René Heller, un planeta superhabitable debería ser mayor que la Tierra. Es decir, sería una supertierra (un mundo con una masa de una a diez veces la terrestre). ¿Por qué? Porque de este modo el planeta permanecería geológicamente activo y con un núcleo que genere un intenso campo magnético protector durante un mayor porcentaje de la vida de la estrella. Por otro lado, una supertierra también sería capaz de mantener una tectónica de placas activa durante más tiempo, un requisito fundamental si tenemos en cuenta que este proceso geológico permite reciclar el dióxido de carbono y es crucial a la hora de estabilizar el clima terrestre a largo plazo, además de crear continuamente nuevos paisajes en nuestro planeta. Obviamente, otro beneficio adicional de una supertierra es que la superficie disponible para las formas de vida también sería mayor.
Paradójicamente, una supertierra muy grande puede ser un obstáculo para la tectónica de placas y es más probable que esté rodeada de una atmósfera demasiado densa o un océano global demasiado profundo. Por eso el mundo superhabitable por antonomasia sería una supertierra de dos a tres veces la masa de la Tierra. En cuanto a la disposición de masas continentales, la vida en la Tierra prefiere las someras aguas de las plataformas continentales y los archipiélagos frente a los supercontinentes, así que un mundo superhabitable ideal tendría continentes de pequeño tamaño y numerosas islas.
Por culpa de la mayor gravedad superficial, estos mundos superhabitables tendrían de media una atmósfera más densa que la terrestre y menores diferencias de relieve. Precisamente, la ausencia de cuencas oceánicas tan profundas favorecería la aparición de islas y mares de poca profundidad. Es decir, justo lo que estábamos buscando. Lo fascinante del caso es que los mundos superhabitables favorecerían las formas de vida complejas y no solo simples microorganismos. En este sentido conviene recordar que hace unos años René Heller y John Armstrong ya introdujeron el concepto de mundo superhabitable para referirse a lunas que podrían tener agua líqudia a pesar de estar fuera de la zona habitable de su estrella, tanto pequeñas -similares a Europa o Encélado-, como grandes. La pega es que muchas de estas lunas superhabitables son lugares bastante hostiles para los organismos complejos, a diferencia de las supertierras.
En definitiva, no sabemos si los mundos con mayor biodiversidad de la Galaxia son supertierras de tamaño moderado situadas alrededor de estrellas de tipo K, pero todo indica que podría ser así. Ahora toca el turno de descubrir alguna.
Referencias:
René Heller, Better Than Earth Planets quite different from our own may be the best homes for life in the Universe, ArXiV, 2 de marzo de 2015.
Interesate post. Yo como geologo añadiria algún factor más de suma importancia al menos para albergar vida superior tal y como la conocemos. Uno de ellos es la presencia de un satelite que pueda producir mareas en los mares – o sistema equivalente- ya que al menos aqui en la Tierra si influyo en los primeros estadios porque introduce energia extra al sistema y favorece que las zonas costeras esten bañadas por agua y Sol de forma ciclica incidiendo en la aparicion de nutrientes. Otro factor importante es tener una configuracion estelar que permita que cada x millones de años caigan cometas o asteroides con cierto tamaño capaces de alterar el clima ya que la evolucion se consigue tambien gracias a periodicas grandes extinciones que van eliminando grandes grupos de especies, favoreciendo la aparicion y desarrollo de otras nuevas. Saludos!
Es difícil abordar estos temas, literalmente, no hay casi por dónde cogerlos xD.
La tectónica de placas también juega malas pasadas. La Snowball Earth (la Tierra como Bola de Nieve) se cree que la causó el azar de la distribución de las masas continentales, pasaron a distribuirse como un rosario de tierras emergidas más o menos entre los trópicos, dejando los polos libres, donde los casquetes polares crecieron retroalimentándose sin control. Tampoco no hace mucho se creía que con el tiempo las masas continentales iban aumentando de tamaño y las placas oceánicas disminuyendo (a pesar de que no hay ninguna constatación ni registro hasta donde llegan estos), es decir, por poder, podrían ir disminuyendo. La verdad es que ni pajolera idea.
Vamos a darle la vuelta al calcetín. En plan constructivo.
Lo que se busca es vida análoga no sólo a la terrestre, sino a la *actual* terrestre. Casos tiene que haber, seguramente a millones, la cosa es que serán una fracción muy baja de todos (la inferencia la hago de todas las bifurcaciones que pudo haber tomado la evolución aquí en la Tierra y que no tomó por azar puro, y ahora añadimos todas las bioquímicas exóticas y suponemos que puedan derivar en sistemas parecidos o no). Entonces, si estamos buscando *nuestro* número de lotería, o parecido, habría que mirar primero si las rutas son convergentes (es decir, si se puede llegar a escenarios similares desde puntos de partida diferentes) o no.
Y para eso, hay que estudiar la historia de nuestro propio sistema solar. O sea, se rascan ustedes el bolsillo y empiezan a mandar sondas pero en serio, es decir, te lo juro, igual que te compras 200 bichos de esos de dejar a Libia como un solar te compras 180 y mandas 20 sondas al espacio (cada país, evidentemente, pues una sonda de medio pelo viene a salir por un cazabombardero). Esto vendría siendo una política aceptable.
Estoy de acuerdo en que todo gira en encontrar vida como la que existe actualmente aquí, cuando el abanico puede ser y seguramente sea mayor, aunque la bioquímica (C, H, O, N básicamente) sea la misma o muy parecida al menos.
Incluso en un planeta que orbite una enana roja puede haberse desarrollado vida a pesar de sus «flares» y de esa rotación capturada -por ejemplo surgiendo bajo tierra y migrando poco a poco a la superficie, aprovechando que se dan sobre todo en estrellas jóvenes; con lo que dura una enana roja habría tiempo de sobra. Además quizás el planeta pudiera mitigar los efectos de un flare con su campo magnético y con nubosidad abundante en su cara iluminada.
Es que el tema tiene delito…
Por ejemplo, sólo una parte de nuestra bioquímica se basa en aminoácidos (los prótidos). Por razones probablemente de puro azar, casi todos son una veintena y además son casi todos quirales, todos de la misma quiralidad, que es otro de los grandes misterios (no se sabe si es por azar, si da igual, si existe alguna razón para el sesgo…). Bueno, los sencillos obviamente no, pero los medianos puedes crear tranquilamente otros 10 totalmente diferentes con otras propiedades y TODAS las proteínas de TODOS los seres vivos terrestres ya serían completamente irreconocibles. Ni te cuento si combinas quiralidades, si las cambias, o si metes más aminoácidos (tampoco sabemos por qué sólo 20 y tantos, aunque algunos seres «raros» tienen aminoácidos ídem e incluso algunos de quiralidad contraria).
Es decir, aún teniendo la misma bioquímica (proteínas construídas desde aminoácidos), el escenario podría ser tan brutalmente diferente que a ese nivel sería irreconocible por no decir incompatible.
Ni te cuento si metemos en el circo otras biomoléculas. Algunas ya las tenemos aquí, son también raras (por poco frecuentes), tampoco sabemos por qué aunque sospechamos que es puro azar. Simplemente en la lotería salió el 23043 como pudo haber salido el 43932.
Así que dentro de la misma base bioquímica, podría ser todo tan distinto que no somos capaces de imaginar absolutamente nada. Ya lo decía el otro, «hay más cosas en el cielo y en la Tierra que las que pueda abarcar la imaginación». Literal.
Sip, esa es otra. La química del carbono da para mucho; por algo hay enciclopedias enteras para listar solamente compuestos orgánicos (y eso sin pensar en los bichos imaginados por los (buenos) autores de ciencia-ficción).
Y todo eso sin entrar en si el equivalente de alienígena de una bacteria sería 100% como ella o que diferencias podría tener -si para el papel de los ribosomas tendría otros orgánulos u otros sistemas-, por no hablar de la anatomía de seres más evolucionados.
Tampoco estaría mal cambiar unas cuantas docenas de bichos de esos que se usan para «liberar Ucrania» e invertirlos en sondas. A ser posible que funcionen y que sean capaces de abandonar la órbita terrestre sin que se les fundan los plomos.,
Yo habia leído que conforme el sol va agotando sus reservas de hidrógeno, la Tierra y los demás planetas tenderían a orbitar mas lejos. El diagrama que habla de la zona de habitabilidad no comenta ese hecho presentando la distancia Tierra – Sol constante. Luego, es despreciable en 1750 millones de años?
Es irrelevante, sí. No recuerdo ahora la cifra pero la Tierra prácticamente no se ha movido del sitio.
En realidad hay todo un problema con la Tierra primitiva. Se supone que el Sol ha ido incrementando su luminosidad, y mucho, desde su nacimiento. Esto es lo que dicen los modelos estándares actuales, y gozan de un amplísimo consenso. Sin embargo, las pruebas paleontológicas parecen apuntar a que la cantidad de energía que ha recibido la Tierra (hasta donde llegan) es más o menos constante dentro de márgenes que no son ni por asomo los que el modelo estándar dice.
Es cierto que la atmósfera ha debido de variar muchísimo, y naturalmente el clima, pero que una estrella que haya podido incrementar su flujo emisor un 30% y un planeta que no se ha movido esté clavado en torno a 280 K 20 arriba 20 abajo, esto no hay por dónde cogerlo, ni con alfileres ni con calzadores.
Así que no se habla del tema y punto xD. Bueno, los magufos sí, pero ya te imaginarás qué dicen.
Y por cierto, para que te fíes de los modelos que se hacen…
La principal característica de los modelos planetarios, es que siempre fallan.
Y muy interesante lo que plantea. Es una cuestión de pura lógica
Las pruebas GEOLÓGICAS no dicen que la cantidad de energía que ha recibido la Tierra haya sido constante, lo que dicen es que hay indicios de que hace varios miles de millones de años había agua líquida cuando la radiación solar de entonces no debería ser suficiente para que la hubiera, sino que tendría que estar congelada. Se han propuesto varias hipótesis para explicarlo, como que había un mayor efecto invernadero, o que había mayor calor geotérmico por radiactividad.
Te ilustro un poco para que entiendas la diferencia entre paleontología y geología en general:
paleontología. (De paleo-, el gr. ὄν, ὄντος, ente, ser, y -logía). 1. f. Ciencia que trata de los seres orgánicos desaparecidos a partir de sus restos fósiles.
geología. (De geo- y -logía). 1. f. Ciencia que trata de la forma exterior e interior del globo terrestre, de la naturaleza de las materias que lo componen y de su formación, de los cambios o alteraciones que estas han experimentado desde su origen, y de la colocación que tienen en su actual estado.
Entiendo que la zona de habitabilidad a la que hace referencia el artículo varía a través del tiempo según la radiación recibida por el Sol, de ahí que se quiera encontrar según características de las estrellas. Sin embargo esa zona se ve modificada también por la excentricidad y la inclinación del planeta ya que gran excentricidad implicaría demasiada variación de radiación – temperatura lo que podría provocar congelamiento y derretimientos sucesivos de los océanos, generando un ambiente poco equilibrado para la vida contínua. Con referencia a la indicación de Yako me parece que 1750 millones de años es poco para que la Tierra se aleje lo suficiente como para que ingrese hacia el interior de la zona. Gracias por el artículo.
No, la zona habitable no depende de la excentricidad de la órbita. En ese caso el planeta puede salir o entrar de la zona habitable, pero esta no cambia para una estrella dada.
Un articulo realmente interesante que ha hecho volar mi imaginación 🙂
PD: Gracias por tu blog (hacía tiempo que quería decírtelo) 😉
Sobre una atmósfera mas densa… ¿De cuanto mas o menos? una atmósfera con una presión a la de titan, hasta una atmósfera en una super tierra pero de una presión equivalente a 900 metros de profundidad como venus, pero temperaturas moderadas?
Hola Daniel, otra entrada excelente de esas que te abren la mente como «con un abrelatas» 🙂
Dejando volar la mente, tengo en en la cabeza el siguiente ejercicio intelectual… supongamos que la tierra era uno de estos planetas superhabitables… aqui estamos nosotros entonces en un planeta «tierra» con 3 masas terrestres y una presión de digamos… 10 atmosferas, entonces como decía, aqui estamos nosotros (en este planeta nuestras versiones son algo mas rechonchas y achaparradas) debatiendo en un blog de un reconocido astrofísico 🙂 sobre la posibilidad de construir un lanzador que alcance velocidad de escape y nos permitiera explorar nuestro sistema solar… Con ese panorama… ¿que tipo de cohetes serian los más convenientes para cumplir esta misión? obviamente nada esbelto como un Falcon 9 V1.1, más bien imagino algo muy compacto como un angará A5P… o quizás la velocidad de escape tan alta sumado a la gran resistencia atmósférica harían de esto un reto de ingeniería casi imposible de superar… ¿las civilizaciones técnicas podrían escapar de estos gigantes superhabitables o están condenadas a nunca alcanzar las estrellas?
Interesante artículo. Una civilización inteligente en un planeta así, lo pasaría realmente mal para salir de la órbita. Imaginemos ahora un planeta con vida, pero sin aves. Lleno de vida, pero ésta no ha sido capaz de volar. ¿Habría seres inteligentes capaces de visualizar esa posibilidad? ¿se habrían inventado las alas? ¿O irían todos en helicópteros,? fuera coñas, no es una cuestión tonta.
Pues desde luego el lanzador deberia tener mas potencia para poder ponerse en orbita lo cual sin duda seria un handicap, pero no todo seria negativo, una atmosfera mas densa permitiria un vuelo «con alas» mas facil a menor velocidad y muy posiblemente a mayor altura, cargando ademas mas masa, en un hipotetico caso de civilizacion avanzada tratando de alcanzar la orbita en esas circustancias seguro que se aprovecharian de esa ventaja.
Interesante artículo y comentarios
Tan solo ver el dibujo ya dispara la imaginación.
OMG entonces podriamos proteger la tierra con un parasol hecho de los asteroides del cinturon entre Marte y Jupiter mientras migramos hacia Titan, Ceres o Europa. Esto dentro de unos 800 millones de años.
Y si la tecnologia lo permite movemos Venus a la órbita entre Marte y Júpiter y lo regamos con el agua de Encèlado.
Un planeta de 3.5 veces la masa terrestre podría tener no más de 0.8 g de gravedad con un núcleo metálico pequeño basado en el par osmio-oro, el magnesio sustitutuyendo el hierro e isótopos ligeros de oxígeno que según tengo entendido son más habituales a nivel estelar que el conocido 16. Loco y exótico pero posible y en el campo de lo infinito…..