El nuevo mejor lugar para buscar vida extraterrestre: la zona habitable fotosintética

La caza de exoplanetas está evolucionando de una ciencia que busca nuevos mundos exóticos a una que intenta comprender mejor estos planetas y caracterizarlos. Los astrobiólogos están especialmente interesados ​​en los mundos que podrían albergar vida.

Una característica importante es la existencia de agua líquida, esencial para la vida en la Tierra. Así que los astrobiólogos se han centrado en encontrar otras Tierras en la región alrededor de las estrellas donde podría existir agua líquida, la llamada zona habitable. Y han encontrado docenas de candidatos, y muchos más surgirán a medida que los observatorios se vuelvan más poderosos.

Sin embargo, los astrónomos no pueden estudiar todos estos planetas en detalle porque el tiempo de observación es un recurso precioso y limitado. Esto plantea la cuestión de cómo identificar los exoplanetas más prometedores para su posterior estudio.

Firma de oxígeno

Entra Cassandra Hall y colegas de la Universidad de Georgia en Atlanta. “La vida requiere energía para mantenerse fuera de equilibrio con su entorno”, señalan. “Para casi toda la biomasa de la Tierra, esta fuente de energía es la fotosíntesis oxigénica”.

Por esta razón, Hall y compañía dicen que tiene sentido limitar la búsqueda a planetas que puedan soportar este tipo de fotosíntesis. Han calculado que este nuevo criterio reduce drásticamente la zona alrededor de una estrella donde pueden existir planetas potencialmente interesantes. Continúan identificando un puñado de candidatos donde las condiciones están maduras para una fotosíntesis similar a la de la Tierra y dicen que aquí es donde debería enfocarse la búsqueda de vida en otras partes del universo.

La fotosíntesis almacena la luz de las estrellas como energía química. En la Tierra, es una reacción, impulsada por el sol, que convierte el dióxido de carbono y el agua en glucosa y oxígeno. Las plantas usan esta glucosa para impulsar los procesos de la vida.

La fotosíntesis depende no solo de la temperatura, sino también de la intensidad y el espectro de luz disponible. También requiere agua.

Entonces, Hall y sus colegas modelan las condiciones en otros planetas para ver si pueden soportar la fotosíntesis, teniendo en cuenta factores como la distancia de la estrella madre, los espectros de luz que produce y si algún gas atmosférico podría bloquear la luz necesaria.

Todo esto hace que la zona habitable fotosintética sea mucho más estrecha que la zona habitable convencional: solo un puñado de planetas cumple con los criterios.

Eso tiene implicaciones importantes para la gama de planetas que los astrónomos han encontrado hasta ahora. Las estrellas enanas rojas albergan muchos de los exoplanetas que se encuentran dentro de la zona habitable, casi con certeza porque los planetas son más fáciles de detectar alrededor de estas estrellas con las técnicas actuales de búsqueda de planetas.

Esto se debe a que tienen masas bajas, por lo que los planetas a menudo orbitan de cerca con órbitas rápidas, lo que los hace más fáciles de detectar. Sin embargo, es más probable que los planetas que orbitan cerca de sus estrellas anfitrionas estén bloqueados por mareas y, por lo tanto, siempre apunten con la misma cara hacia su estrella.

Esto ha provocado un intenso debate sobre si estos cuerpos pueden albergar vida, ya que el agua líquida existiría solo en una banda estrecha a lo largo del terminador. Hall y compañía dicen que en lo que respecta a la zona habitable fotosintética, el debate es discutible porque generalmente se encuentra más lejos de una estrella que la zona de bloqueo de mareas.

Problema de la enana roja
Entonces, la mayoría de estos planetas alrededor de enanas rojas pueden descartarse como candidatos para un estudio más profundo, al menos según este criterio. En particular, excluye los cuatro planetas en la zona habitable alrededor de una estrella cercana llamada Trappist 1. Estos se encuentran entre los más cercanos que existen a la Tierra y, por lo tanto, han llamado mucho la atención. Pero es probable que esto desaparezca dado que también están bloqueados por mareas.

Sin embargo, Hall y compañía identifican cinco planetas que se ubican constantemente dentro de la zona habitable fotosintética. Estos son Kepler-452 b, Kepler-1638 b, Kepler-1544 b y Kepler-62 e y Kepler-62 f.

Kepler 452 b, por ejemplo, tiene un radio un 50 por ciento mayor que el de la Tierra y orbita una estrella similar al Sol cada 385 días. En ausencia de efecto invernadero, su superficie debería tener una temperatura media de -8 grados centígrados. Por lo que cualquier pequeño efecto invernadero permitiría la existencia de agua líquida.

Eso lo coloca firmemente en la zona habitable y también, ahora, en la zona habitable fotosintética.

Hall y compañía creen que Kepler 452 b y sus primos son los objetivos más atractivos para futuras investigaciones. Concluyen: “Sugerimos que la búsqueda de signos de vida en otras partes del Universo debería comenzar en serio en los planetas candidatos que hemos identificado”.