Desde el Telescopio espacial Kepler fue lanzado al espacio, el número de planetas conocidos más allá de nuestro Sistema Solar (exoplanetas) ha crecido exponencialmente. En la actualidad, se han confirmado 3.917 planetas en 2.918 sistemas estelares, mientras que 3.368 esperan confirmación. De estos, alrededor de 50 órbitas dentro de la zona habitable circunestelar de su estrella (también conocida como "Zona Ricitos de Oro"), la distancia a la que puede existir agua líquida en la superficie de un planeta.
Sin embargo, investigaciones recientes han planteado la posibilidad de que consideremos que una zona habitable es demasiado optimista. Según un nuevo estudio que apareció recientemente en línea, titulado "Una zona habitable limitada para vida compleja", las zonas habitables podrían ser mucho más estrechas de lo que se pensaba originalmente. Estos hallazgos podrían tener un impacto drástico en la cantidad de planetas que los científicos consideran "potencialmente habitables".
El estudio fue dirigido por Edward W. Schwieterman, becario del Programa Postdoctoral de la NASA en la Universidad de California, Riverside, e incluyó investigadores del Equipo de Tierras Alternativas (parte del Instituto de Astrobiología de la NASA), Nexus for Exoplanet System Science (NExSS), y el Instituto Goddard de la NASA para Estudios Espaciales.
Según estimaciones anteriores basadas en Kepler Según los datos, los científicos concluyeron que es probable que haya 40 mil millones de planetas similares a la Tierra solo en la Vía Láctea, de los cuales 11 mil millones orbitarán como estrellas nuestro Sol (es decir, enanas amarillas de tipo G). Otra investigación ha indicado que este número podría ser tan alto como 60 mil millones o incluso 100 mil millones, dependiendo de los parámetros que usemos para definir zonas habitables.
Estos resultados son ciertamente alentadores, ya que sugieren que la Vía Láctea podría estar llena de vida. Desafortunadamente, una investigación más reciente en planetas extrasolares ha puesto en duda estas estimaciones anteriores. Este es especialmente el caso de los planetas bloqueados por las mareas que orbitan alrededor de las estrellas de tipo M (enana roja).
Además, la investigación sobre cómo evolucionó la vida en la Tierra ha demostrado que el agua por sí sola no garantiza la vida, ni tampoco la presencia de gas oxígeno. Además de esto, Schwieterman y sus colegas consideraron otras dos firmas biológicos importantes que son esenciales para la vida tal como la conocemos: dióxido de carbono y monóxido de carbono.
Demasiados de estos compuestos serían tóxicos para la vida compleja, mientras que muy poco significaría que no surgirían procariotas tempranos. Si la vida en la Tierra es una indicación, las formas de vida básicas son esenciales para que las formas de vida más complejas y que consumen oxígeno evolucionen. Por esta razón, Schwieterman y sus colegas buscaron revisar la definición de una zona habitable para tener esto en cuenta.
Para ser justos, calcular la extensión de una zona habitable nunca es fácil. Además de su distancia de su estrella, la temperatura de la superficie de un planeta depende de varios mecanismos de retroalimentación en la atmósfera, como el efecto invernadero. Además de eso, la definición convencional de una zona habitable supone la existencia de condiciones "similares a la Tierra".
Esto implica una atmósfera rica en nitrógeno, oxígeno, dióxido de carbono y agua, y estabilizada por el mismo proceso del ciclo geoquímico de carbonato-silicato que existe en la Tierra. En este proceso, la sedimentación y la meteorización hace que las rocas de silicato se vuelvan carbonosas, mientras que la actividad geológica hace que las rocas de carbono vuelvan a estar basadas en silicato.
Esto conduce a un ciclo de retroalimentación que garantiza que los niveles de dióxido de carbono en la atmósfera permanezcan relativamente estables, lo que permite un aumento de las temperaturas de la superficie (también conocido como el efecto invernadero). Cuanto más cerca esté el planeta del borde interior de la zona habitable, menos dióxido de carbono se necesita para que esto suceda. Como Schwieterman explicó en un artículo reciente de MIT Technology Review:
"Pero para las regiones media y externa de la zona habitable, las concentraciones de dióxido de carbono atmosférico deben ser mucho más altas para mantener las temperaturas propicias para el agua líquida superficial".
Para ilustrar, el equipo usó Kepler-62f como ejemplo, una súper Tierra que orbita una estrella tipo K (un poco más pequeña y más tenue que nuestro Sol) ubicada a unos 990 años luz de la Tierra. Este planeta orbita su estrella aproximadamente a la misma distancia que Venus que el Sol, pero la masa más baja de la estrella significa que está en el borde exterior de la zona habitable.
Cuando se descubrió en 2013, se pensaba que este planeta era un buen candidato para la vida extraterrestre, suponiendo la presencia de un efecto invernadero suficiente. Sin embargo, Schwieterman y sus colegas calcularon que tomaría 1,000 veces más dióxido de carbono (300 a 500 kilopascales) que lo que existía en la Tierra cuando las formas de vida complejas evolucionaron por primera vez (aproximadamente 1,85 mil millones de años).
Sin embargo, esta cantidad de dióxido de carbono sería tóxica para las formas de vida más complejas aquí en la Tierra. Como resultado, Kepler-62f no sería un candidato adecuado para la vida, incluso si fuera lo suficientemente cálido como para tener agua líquida. Una vez que tuvieron en cuenta estas limitaciones fisiológicas, Schwieterman y su equipo concluyeron que la zona habitable para la vida compleja debe ser significativamente más estrecha, una cuarta parte de lo que se estimó anteriormente.
Schwieterman y sus colegas también calcularon que es probable que algunos exoplanetas tengan niveles más altos de monóxido de carbono porque orbitan estrellas frías. Esto pone una restricción significativa en las zonas habitables de las estrellas enanas rojas, que representan el 75% de las estrellas en el Universo, y que se cree que son el lugar más probable para encontrar planetas de naturaleza terrestre (es decir, rocosa).
Estos hallazgos podrían tener implicaciones drásticas para lo que los científicos consideran "potencialmente habitable", sin mencionar los límites de la zona habitable de una estrella. Como explicó Schwieterman:
"Una implicación es que no podemos esperar encontrar signos de vida inteligente o firmas tecnológicas en planetas que orbitan enanos M tardíos o en planetas potencialmente habitables cerca del borde exterior de sus zonas habitables".
Para complicar aún más las cosas, este estudio es uno de varios para colocar restricciones adicionales sobre lo que podrían considerarse planetas habitables en los últimos tiempos. Solo en 2019, se realizó una investigación que muestra cómo los sistemas de estrellas enanas rojas pueden no tener las materias primas necesarias para que se forme la vida, y que las estrellas enanas rojas pueden no proporcionar suficientes fotones para que se produzca la fotosíntesis.
Todo esto se suma a la clara posibilidad de que la vida en nuestra galaxia sea más rara de lo que se pensaba. Pero, por supuesto, saber con certeza cuáles son los límites de habitabilidad requerirá más estudios. Afortunadamente, no tendremos que esperar demasiado para descubrirlo, ya que varios telescopios de próxima generación estarán operativos en la próxima década.
Estos incluyen el Telescopio espacial James Webb (JWST), el Telescopio extremadamente grande (ELT) y el Telescopio gigante de Magallanes (GMT). Se espera que estos y otros instrumentos de vanguardia permitan estudios y caracterizaciones mucho más detallados de exoplanetas. Y cuando lo hagan, tendremos una mejor idea de cuán probable es la vida por ahí.
