“Espejismos de la Tierra”: exoplanetas que habrían perdido su opción para sustentar vida

Ilustración de una estrella enana tipo M de baja masa, vista desde un planeta rocoso que la orbita. Crédito: NASA / JPL.

Los planetas que orbitan cerca de estrellas poco masivas – fácilmente las más comunes en el universo – resultan ser los principales objetivos en la búsqueda de vida extraterrestre.

Pero una nueva investigación liderada por un estudiante de Astronomía de la Universidad de Washington, indica que algunos de estos planetas pueden haber perdido hace mucho la posibilidad de sustentar vida debido al intenso calor presente durante sus primeros años de formación.

Las estrellas de baja masa, también denominadas enanas M, son más pequeñas que el Sol y mucho menos luminosas, por lo que tienden a tener zonas habitables muy cercanas a sí mismas. La zona habitable es una franja del espacio en la que las condiciones son óptimas para permitir la existencia de agua líquida en la superficie de un planeta, dándole así una oportunidad a la presencia de vida.

Para los astrónomos, los planetas que orbitan cerca de sus respectivas estrellas anfitrionas son más sencillos de encontrar que los que se encuentran más alejados. Los científicos descubren y analizan estos mundos al estudiar la leve reducción de luz que se produce cuando transitan (pasan frente a su estrella), o al medir el ligero “tambaleo” de la estrella generado como respuesta a la gravedad del planeta (método de las velocidades radiales).

Pero en un paper a ser publicado en la revista Astrobiology, el estudiante de doctorado Rodrigo Luger, y el coautor y profesor asistente de investigación de la Universidad de Washington, Rory Barnes, concluyeron por medio de simulaciones computacionales que algunos planetas cercanos a las estrellas de masa baja, probablemente perdieron su agua y atmósfera cuando aún se estaban formando.

“Todas las estrellas se forman en el colapso de una nube gigante de gas interestelar, la cual libera energía en forma de luz mientras se contrae,” comentó Luger. “Pero debido a su baja masa, y por ende, baja gravedad, las enanas M tardan más en colapsar completamente – hablamos de muchos cientos de millones de años.”

“Los planetas que orbitan a estas estrellas, pueden formarse dentro de 10 millones de años, así que están presentes cuando las estrellas todavía son extremadamente brillantes. Y eso no es bueno para la habitabilidad, debido a que estos planetas comenzarán siendo muy calientes, con excesivas temperaturas superficiales de miles de grados. Cuando esto sucede, los océanos hierven y toda la atmósfera se vuelve vapor.”

Otro mal augurio para las atmósferas de estos mundos es el hecho de que las enanas M emiten muchos rayos X y luz ultravioleta, lo cual calienta la atmósfera superior hasta llegar a miles de grados, haciendo que el gas se expanda muy rápidamente hasta que termina abandonando el planeta y se pierde en el espacio, aseguró Luger.

“Así que muchos de los planetas ubicados en las zonas habitables de las enanas M, tiempo antes podrían haberse secado debido a este fenómeno, disminuyendo considerablemente sus posibilidades de ser realmente habitables.”

Un efecto secundario de este proceso, comentan Luger y Barnes, es que la radiación ultravioleta puede descomponer el agua en átomos de hidrógeno y oxígeno. El hidrógeno, que es más liviano, escapa de la atmósfera con mayor facilidad, dejando a los átomos de oxígeno atrás. A pesar de que la presencia del oxígeno es claramente algo bueno para mantener la vida, como en la Tierra, demasiado oxígeno puede ser un factor negativo para originar vida.

“Rodrigo demostró que esta prolongada fase de invernadero puede dar paso a enormes atmósferas de oxígeno – digamos, unas diez veces más densas que la de Venus y compuestas totalmente por oxígeno,” comentó Barnes. “Los investigadores con frecuencia utilizan el oxígeno como un indicador de vida extraterrestre, así que la producción no biológica de tamañas cantidades de oxígeno podría confundirnos y afectar así nuestra búsqueda de vida en exoplanetas.”

Luger comentó que el título preliminar del paper sería “Espejismos de la Tierra.”

“Considerando la cantidad de oxígeno que producen, desde lejos podrían lucir muy similares a la Tierra – pero si miramos con mayor detenimiento, notaremos que en realidad son un espejismo: sencillamente allí no hay agua.”

La investigación fue financiada por el Instituto de Astrobiología de la NASA, por medio del Laboratorio Planetario Virtual, con sede en la Universidad de Washington.

Fuente: UW Today