En las últimas décadas, los astrónomos han descubierto muchos planetas que creen que son de naturaleza "similar a la Tierra", lo que significa que parecen ser terrestres (es decir, rocosos) y orbitan sus estrellas a la distancia correcta para soportar la existencia de agua líquida en sus superficies. . Desafortunadamente, investigaciones recientes han indicado que muchos de estos planetas pueden ser de hecho "mundos de agua", donde el agua constituye una proporción significativa de la masa del planeta.
Para la comunidad científica, esto parecía indicar que estos mundos no podrían permanecer habitables por mucho tiempo ya que no serían capaces de soportar el ciclo de minerales y gases que mantienen el clima estable en la Tierra. Sin embargo, según un nuevo estudio realizado por un equipo de investigadores de la Universidad de Chicago y la Universidad Estatal de Pensilvania, estos "mundos acuáticos" podrían ser más habitables de lo que pensamos.
Su estudio, titulado "Habitabilidad de los mundos acuáticos de exoplanetas", apareció recientemente en El diario astrofísico. El estudio fue realizado por Edwin S. Kite, profesor asistente del Departamento de Ciencias Geofísicas de la Universidad de Chicago; y Eric B. Ford, profesor del Centro de Exoplanetas y Mundos Habitables de la Universidad Estatal de Pensilvania, el Instituto de Ciencia Cibernética y el Centro de Investigación de Astrobiología del Estado de Pensilvania.
Para su estudio, Kite y Ford construyeron modelos para planetas rocosos que tenían muchas veces el agua de la Tierra, teniendo en cuenta cómo la temperatura y la química del océano evolucionarían durante un período multimillonario. El propósito de esto era abordar algunas suposiciones de larga data cuando se trata de habitabilidad planetaria. El principal de ellos es que los planetas necesitan tener condiciones similares a la Tierra para mantener la vida durante largos períodos de tiempo.
Por ejemplo, el planeta Tierra ha sido capaz de mantener temperaturas estables durante largos períodos de tiempo al incorporar gases de efecto invernadero a minerales (lo que lleva al enfriamiento global) y al calentarse liberando gases de efecto invernadero a través de volcanes. Tal proceso no sería posible en los mundos acuáticos, donde toda la superficie (e incluso una fracción de masa significativa) del planeta consiste en agua.
En estos mundos, el agua evitaría la absorción de dióxido de carbono por las rocas y suprimiría la actividad volcánica. Para abordar esto, Kite y Ford establecieron una simulación con miles de planetas generados al azar y rastrearon la evolución de sus climas a lo largo del tiempo. Lo que descubrieron fue que los mundos de agua aún podrían mantener el equilibrio de temperatura durante miles de millones de años. Como Kite explicó en un reciente comunicado de prensa de UChicago News:
“Esto realmente rechaza la idea de que necesitas un clon de la Tierra, es decir, un planeta con algo de tierra y un océano poco profundo ... La sorpresa fue que muchos de ellos se mantienen estables durante más de mil millones de años, solo por suerte. Nuestra mejor suposición es que es del orden del 10 por ciento de ellos ".
Para estos planetas, que están a la distancia correcta de sus estrellas, las simulaciones indicaron que había la cantidad correcta de carbono presente. Y si bien no tenían suficientes minerales y elementos de la corteza disueltos en los océanos para extraer el carbono de la atmósfera, tenían suficiente agua para reciclar el carbono entre la atmósfera y el océano. Aparentemente, este proceso fue suficiente para mantener el clima estable durante varios miles de millones de años.
"Cuánto tiempo tiene un planeta depende básicamente del dióxido de carbono y cómo se divide entre el océano, la atmósfera y las rocas en sus primeros años", dijo Kite. "Parece que hay una manera de mantener un planeta habitable a largo plazo sin el ciclo geoquímico que vemos en la Tierra".
Las simulaciones se basaron en planetas que orbitan estrellas como la nuestra, estrellas de tipo G (enana amarilla), pero los resultados también fueron optimistas para las estrellas de tipo M (enana roja). En los últimos años, los astrónomos han determinado que estos sistemas son prometedores para fomentar la vida debido a su longevidad natural y cómo se vuelven más brillantes más lentamente con el tiempo, lo que les da una vida mucho más larga.
Si bien las enanas rojas también son conocidas por ser variables e inestables en comparación con nuestro Sol, lo que resulta en numerosas erupciones que podrían despojar a la atmósfera de un planeta, el hecho de que un mundo oceánico sea capaz de reciclar suficiente carbono para mantener la atmósfera a una temperatura constante es alentador. Suponiendo que algunos de los planetas que orbitan enanas rojas tienen una magnetosfera protectora, ellos también podrían ser capaces de mantener condiciones de vida durante largos períodos.
En los últimos años, la avalancha de descubrimientos de exoplanetas ha provocado que el foco de los estudios de exoplanetas pase de la detección a la caracterización. Esto a su vez ha provocado que los científicos comiencen a especular sobre los tipos de condiciones bajo las cuales la vida podría emerger y prosperar. Si bien el enfoque de "fruta baja" sigue siendo el principal medio utilizado por los científicos para encontrar planetas potencialmente habitables, donde los científicos buscan planetas que tengan condiciones similares a la Tierra, está claro que existen otras posibilidades.
En los próximos años, con el despliegue de telescopios espaciales como el Telescopio espacial James Webb (JWST) y telescopios terrestres como el Telescopio de treinta metros, el Telescopio extremadamente grande y el Telescopio gigante de Magallanes, los astrónomos podrán caracterizar las atmósferas de los exoplanetas y determinar si realmente son mundos de agua o planetas con costras continentales (como la Tierra )
Estos mismos telescopios también permitirán a los astrónomos buscar biofirmas en estas atmósferas, lo que no solo ayudará a determinar si son "potencialmente habitables", sino "potencialmente habitadas".
