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Las supertierras alienígenas pueden obtener un impulso de habitabilidad con atmósferas ricas en hidrógeno

Los mundos rocosos alienígenas envueltos en hidrógeno y helio podrían resultar habitables para la vida tal como la conocemos durante miles de millones de años, con características clave como las condiciones templadas y el agua líquida, según un nuevo estudio.

Una ilustración de una super-Tierra con una atmósfera rica en hidrógeno y helio que podría albergar agua líquida en su superficie. Crédito de la imagen: Thibaut Roger
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En la Tierra, hay vida prácticamente dondequiera que haya agua. Como tal, la búsqueda de vida extraterrestre a menudo se ha centrado en mundos cuyas superficies son lo suficientemente templadas como para albergar agua líquida, que los astrónomos denominan habitable. Aparte de este requisito previo, los científicos siguen sin saber hasta qué punto los exoplanetas tienen que parecerse a la Tierra para albergar vida.

Trabajos previos que analizan mundos distantes sugieren que la mayoría de los sistemas planetarios pueden diferir de los nuestros. Por ejemplo, las supertierras, planetas rocosos de hasta 10 veces la masa de la Tierra, están ausentes en nuestro sistema solar, pero son muy comunes en otros lugares.

“Los exoplanetas que detectamos son muy diferentes de los planetas de nuestro sistema solar, y ese es un buen argumento para seguir pensando fuera de la caja cuando se trata de habitabilidad”, dijo la autora principal del estudio, Marit Mol Lous, investigadora de exoplanetas en la Universidad de Zúrich.

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En el nuevo estudio, los investigadores investigaron qué tan bien las súper-Tierras podrían soportar la vida. Hasta ahora, los astrónomos solo han detectado supertierras que orbitan cerca de sus estrellas, ya que son las más fáciles de detectar. Sin embargo, modelos informáticos anteriores de formación de planetas han sugerido que muchas súper-Tierras podrían orbitar lejos de sus estrellas.

Las supertierras que están distantes de sus estrellas pueden retener el gas hidrógeno y helio que componían la mayoría de sus sistemas planetarios en su juventud. Juntos, el hidrógeno y el helio constituyen el 99,9% de la materia normal conocida en el universo; el calor de una estrella evaporaría estos gases de cualquier super-Tierra cerca de ella, pero las super-Tierras más lejos de una estrella pueden mantener esta atmósfera primordial.

En el nuevo estudio, los investigadores investigaron si una supertierra envuelta en estos gases podría resultar habitable. Si la atmósfera de un mundo así es lo suficientemente masiva, su hidrógeno puede servir como un gas de efecto invernadero, atrapando el calor de la estrella a pesar de la distancia del planeta, anotaron los científicos.

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Los científicos desarrollaron simulaciones por computadora de súper-Tierras entre una y 10 veces la masa de la Tierra con atmósferas ricas en hidrógeno y helio que orbitaban estrellas similares al Sol a distancias de 1 a 100 unidades astronómicas (UA). (Una UA es la distancia promedio entre la Tierra y el Sol, que es de aproximadamente 93 millones de millas, o 150 millones de kilómetros).

Los investigadores encontraron que las súper-Tierras a distancias superiores a 2 UA podrían albergar condiciones templadas y agua líquida en sus superficies hasta entre 5 mil millones y 8 mil millones de años. Tales hallazgos sugieren que “también deberíamos considerar hábitats exóticos cuando estamos investigando la habitabilidad en otros planetas”, dijo Mol Lous.

Este tipo de súper-Tierras podrían resultar habitables incluso si se vuelven “pícaras“, es decir, vagan por el espacio no atadas a una estrella. Trabajos recientes han sugerido que los planetas que deambulan libremente pueden ser comunes. El nuevo estudio encontró que muchas súper-Tierras rebeldes envueltas en hidrógeno y helio están demasiado calientes poco después de su formación para albergar agua líquida, pero de estos planetas errantes, esos más de cinco veces la masa de la Tierra podrían eventualmente enfriarse para albergar agua líquida durante más de 50 mil millones de años si tienen atmósferas aproximadamente 10.000 veces más masivas que las de la Tierra.

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Sin embargo, no esperes poder pasear por las superficies de estos planetas. Las atmósferas de estos mundos deben ser de 100 a 1.000 veces más gruesas que las de la Tierra, lo que resulta en “aproximadamente 100 o incluso 1.000 veces la presión en la superficie de la Tierra”, dijo Mol Lous. “Son comparables a lo que encontramos en las profundidades del océano”.

Además, las superficies de estos planetas probablemente reciben luz solar insignificante, debido a su distancia de sus estrellas. Como tal, cualquier vida que pueda evolucionar en tales mundos podría tener que depender de fuentes de energía distintas de la luz solar, por ejemplo, reacciones químicas, anotaron los científicos.

“Si la vida puede surgir en un planeta así es de hecho una pregunta importante para abordar, pero difícil ya que sabemos muy poco al respecto”, dijo Mol Lous. “Hay formas de vida en la Tierra que viven en condiciones extremas que podrían ser similares a los entornos en los planetas que investigamos, por lo que no creemos que sea imposible. Pero, una vez más, quedan muchas preguntas por responder”.

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Los científicos detallaron sus hallazgos en línea el lunes (27 de junio) en la revista Nature Astronomy.

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