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Las estrellas son esenciales para el desarrollo de vida inteligente en otros planetas

Las condiciones para que la vida prospere y evolucione hasta alcanzar el grado de inteligencia pasan por tener un planeta semejante al nuestro, esto es lo que concluyen los científicos de la oficina de Exoplanet Exploration de la NASA. Para que ese desarrollo se efectúe se necesita más que un planeta rocoso, con una atmosfera que lo proteja de los peligros del espacio, también necesita una fuente de energía que provea calor y en consecuencia elementos esenciales para la vida. Pero no todas las estrellas son parecidas a nuestro Sol y, por lo tanto, cada una de ellas tiene una serie de características, por lo que los planetas que las rodean no siempre estarán aptos para la vida, tienen que respetar las condiciones de su estrella para cumplir los requisitos. En algunas estrellas la zona habitable estará más cercana a ellas, mientras que en otras cuanto más lejos mejor.

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Las estrellas son los bloques de construcción más básicos de las galaxias

La edad, la distribución y la composición de las estrellas trazan la historia, la dinámica y la evolución de su galaxia. Las estrellas son responsables de la producción y distribución de elementos pesados, como el carbono, el nitrógeno y el oxígeno.

La impresión de este artista representa el universo primitivo. Las primeras estrellas nacidas después del big bang, que los astrónomos llaman estrellas de “Población III”, son esquivas y aún no se han detectado definitivamente. A diferencia de las estrellas de hoy, como nuestro Sol (que contiene elementos más pesados ​​como oxígeno, nitrógeno, carbono y hierro), las estrellas de la Población III estarían compuestas únicamente por los pocos elementos primordiales forjados en el Big Bang. 
Mucho más masivos y brillantes que nuestro Sol, habrían resplandecido en el vacío oscuro del universo recién nacido. 
Créditos: ESA/Hubble, M. Kornmesser y NASA
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Los diferentes tipos de estrellas tienen diferentes zonas habitables. Esta es el área alrededor de una estrella donde las condiciones son las adecuadas, ni demasiado caliente ni demasiado fría para que exista agua líquida en la superficie de un planeta. (Por esta razón, la zona habitable de una estrella a menudo se conoce informalmente como su “zona Ricitos de oro”).

Estadísticamente, debería haber más de 100 mil millones de planetas en nuestra galaxia, la Vía Láctea. Vienen en una amplia gama de tamaños y características. Los organismos complejos surgieron en la Tierra hace solo 500 millones de años, y los humanos modernos han estado aquí durante solo 200,000 años, un abrir y cerrar de ojos en escalas de tiempo cosmológicas. La Tierra se volverá inhabitable para formas superiores de vida en poco más de mil millones de años, a medida que el Sol se caliente y seque nuestro planeta. Por lo tanto, las estrellas ligeramente más frías que nuestro Sol, llamadas enanas naranjas, se consideran mejores para la vida avanzada. Pueden arder constantemente durante decenas de miles de millones de años. Esto abre un vasto paisaje temporal para que la evolución biológica lleve a cabo una infinidad de experimentos para producir formas de vida robustas. Y, por cada estrella como nuestro Sol, hay tres veces más enanas naranjas en la Vía Láctea.

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El tipo de estrella aún más abundante llamado enana roja (también conocida como estrella enana M) tiene una vida útil aún más larga. Los planetas en la zona habitable comparativamente estrecha de una enana roja, que está muy cerca de la estrella, están expuestos a niveles extremos de rayos X y radiación ultravioleta, que pueden ser cientos de miles de veces más intensos que los que la Tierra recibe del Sol. Los planetas en las zonas habitables de las enanas rojas se pueden transformar en verdaderos hornos y sus atmósferas se podrían descomponer. Las enanas rojas generalmente se calman después de unos miles de millones de años, pero sus primeros estallidos podrían impedir que sus planetas evolucionen para ser más hospitalarios.

Esta infografía compara las características de tres clases de estrellas en nuestra galaxia: las estrellas similares al Sol se clasifican como estrellas de tipo G; las estrellas menos masivas y más frías que nuestro Sol son enanas K; y las estrellas aún más débiles y frías son las enanas M rojizas. Las zonas habitables, potencialmente capaces de albergar planetas con vida, son más anchas para las estrellas más calientes. La longevidad de las estrellas enanas rojas M puede superar los 100.000 millones de años. 
Las edades de las enanas K pueden oscilar entre 15 y 45 mil millones de años. Mientras tanto, nuestro Sol solo dura 10 mil millones de años. La cantidad relativa de radiación dañina (para la vida tal como la conocemos) que emiten las estrellas puede ser de 80 a 500 veces más intensa para las enanas M en relación con nuestro Sol, pero solo de 5 a 25 veces más intensa para las enanas K anaranjadas. Las enanas rojas constituyen la mayor parte de la población de la Vía Láctea, alrededor del 73%. 
Las estrellas similares al Sol son solo el 6% de la población, y las enanas K están al 13%. 
Créditos: NASA, ESA y Z. Levy (STScI)
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¿Las estrellas semejantes al sol son los mejores lugares para buscar vida?

Debido a que nuestro Sol ha alimentado la vida en la Tierra durante casi 4 mil millones de años, la sabiduría convencional sugeriría que estrellas como esta serían los principales candidatos en la búsqueda de otros mundos potencialmente habitables. En realidad, las estrellas ligeramente más frías y menos luminosas que nuestro Sol, clasificadas como enanas K, son las verdaderas “estrellas Ricitos de Oro”, dijo Edward Guinan de la Universidad de Villanova, Villanova, Pensilvania. “Las estrellas enanas K están en el ‘punto óptimo’, con propiedades intermedias entre las estrellas de tipo solar más raras, más luminosas pero de vida más corta (estrellas G) y las estrellas enanas rojas más numerosas (estrellas M). Las estrellas K , especialmente los más cálidos, tienen lo mejor de todos los mundos. Si está buscando planetas con habitabilidad, la abundancia de estrellas K aumenta sus posibilidades de encontrar vida”.

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Para empezar, hay tres veces más enanas K en nuestra galaxia que estrellas como nuestro Sol. Aproximadamente 1000 estrellas K se encuentran dentro de los 100 años luz de nuestro Sol como candidatos principales para la exploración. Estas llamadas enanas naranjas viven entre 15 mil millones y 45 mil millones de años. Por el contrario, nuestro Sol, ahora ya a la mitad de su vida, dura solo 10 mil millones de años. Su tasa comparativamente rápida de evolución estelar dejará la Tierra en gran parte inhabitable en solo otros 1 o 2 mil millones de años. “Las estrellas de tipo solar limitan el tiempo que la atmósfera de un planeta puede permanecer estable”, dijo Guinan. Esto se debe a que dentro de unos mil millones de años, la Tierra orbitará dentro del borde más caliente (interior) de la zona habitable del Sol, que se mueve hacia afuera a medida que el Sol se vuelve más cálido y brillante. Como resultado, la Tierra se secará a medida que pierda su atmósfera y perderá sus océanos actuales. Hacia una edad de 9 mil millones de años, el Sol se habrá hinchado hasta convertirse en una gigante roja que podría engullir la Tierra.

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A pesar de su pequeño tamaño, las estrellas enanas rojas aún más abundantes, también conocidas como estrellas enanas M, tienen vidas aún más largas y parecen ser hostiles a la vida tal como la conocemos. Los planetas que están ubicados en la zona habitable comparativamente estrecha de una enana roja, que está muy cerca de la estrella, están expuestos a niveles extremos de rayos X y radiación ultravioleta (UV), que pueden ser hasta cientos de miles de veces más intensos que lo que la Tierra recibe del Sol. Un incesante espectáculo de fuegos artificiales de bengalas y eyecciones de masa coronal bombardea los planetas como el aliento de un dragón de plasma hirviente y lluvias de partículas penetrantes de alta energía. Los planetas en zonas habitables alrededor de las enanas rojas se pueden secar completamente transformándose en un horno y sus atmosferas son completamente destruidas muy temprano. Esto probablemente podría ser un problema para que los planetas permitan la evolución de la vida. “Ya no somos tan optimistas sobre las posibilidades de encontrar vida avanzada alrededor de muchas estrellas M”, dijo Guinan.

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Las enanas K no tienen campos magnéticos intensamente activos que generen fuertes emisiones de rayos X y UV y estallidos energéticos y, por lo tanto, disparan llamaradas con mucha menos frecuencia, según la investigación de Guinan. Los planetas que los acompañan recibirían aproximadamente 1/100 de la radiación de rayos X letal que los que orbitan las zonas habitables cercanas de las estrellas M magnéticamente activas.

En un programa llamado Proyecto “GoldiloKs”, Guinan y su colega de Villanova, Scott Engle, están trabajando con estudiantes universitarios para medir la edad, la tasa de rotación y los rayos X y la radiación ultravioleta lejana en una muestra de estrellas G y K en su mayoría frías. Están utilizando el telescopio espacial Hubble de la NASA, el observatorio de rayos X Chandra y el satélite XMM-Newton de la ESA (la Agencia Espacial Europea) para sus observaciones. Las observaciones sensibles de luz ultravioleta del Hubble de la radiación del hidrógeno se utilizaron para evaluar la radiación de una muestra de unas 20 enanas naranjas. “Hubble es el único telescopio que puede hacer este tipo de observación”, dijo Guinan.

Telescopio Hubble de la NASA.
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Guinan y Engle descubrieron que los niveles de radiación eran mucho más benignos para los planetas acompañantes que los que se encuentran alrededor de las enanas rojas. Las estrellas K también tienen vidas más largas y, por lo tanto, una migración más lenta de la zona habitable. Por lo tanto, las enanas K parecen el lugar ideal para buscar vida, y estas estrellas darían tiempo para que se desarrollara vida altamente evolucionada en los planetas. Durante toda la vida del Sol, 10 mil millones de años, las estrellas K solo aumentan su brillo en un 10-15%, lo que le da a la evolución biológica un período de tiempo mucho más largo para desarrollar formas de vida avanzadas que en la Tierra.

Algunas de las estrellas K podrían albergar planetas con vida, es el ejemplo de Kepler-62.

Planetas del sistema solar sobre el sistema Kepler 62. El planeta Kepler 62F orbita su estrella a la misma distancia que Venus del Sol, sin embargo, la estrella Kepler 62 es menos intensa que nuestro Sol. Datos obtenidos de la NASA, ilustración de Búsqueda Extraterrestre.
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El sistema Kepler 62 reúne los requisitos necesarios para albergar vida, y no solo eso, si no que estaríamos hablando de vida inteligente con algunos miles de millones de años más avanzados que nosotros.

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