La zona habitable es la región que rodea a una estrella donde puede existir agua líquida en la superficie de un planeta. Es importante porque la evidencia de la Tierra indica que el agua líquida es crucial para la vida. Y si la vida se origina fácilmente en los mundos similares a la Tierra, los números de Kepler sugieren que nuestra galaxia debe estar llena de vida. Así que se está trabajando ahora en encontrar pruebas. Por ello, se están diseñando varios telescopios espaciales con el fin de buscar la firma espectroscópica única que la vida produce.
nPero un reto clave será encontrar los mejores objetivos: los planetas donde las condiciones parecen ser más propicias para la vida compleja. Pero los astrobiólogos han comenzado a señalar que el agua líquida por sí sola no es suficiente. Si tomamos como ejemplo la Tierra, la proporción de otras moléculas también es importante. Por ejemplo, demasiado dióxido de carbono o monóxido de carbono impide la vida compleja tal y como la conocemos.
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Ahora, el investigador del Instituto de Astrobiología de la NASA en Riverside, California (EE.UU.) Edward Schwieterman y sus compañeros han revisado la definición de la zona habitable para tener en cuenta los niveles del monóxido de carbono y de dióxido de carbono. Como resultado, afirman que la zona habitable para el desarrollo de vida compleja debe de ser mucho más pequeña, en torno a una cuarta parte de lo que permite la definición anterior. "Nuestros resultados tienen una serie de importantes implicaciones para la búsqueda de biofirmas en exoplanetas y de vida compleja más allá de nuestro sistema solar", sostienen Schwieterman y sus compañeros.
nPrimero, algo de contexto. El tamaño de una zona habitable es difícil de calcular porque las temperaturas de la superficie dependen de varios procesos en la atmósfera, como el efecto invernadero. La definición convencional de una zona habitable especifica que se trata de una atmósfera que contiene nitrógeno, dióxido de carbono y agua, estabilizada por el mismo proceso de reacción de carbonato-silicato que existe en la Tierra.
nEl ciclo del carbonato-silicato es un proceso a largo plazo en el que las rocas de silicato reaccionan con el agua y con el dióxido de carbono para crear rocas de carbonato, que después se transforman de nuevo en rocas de silicato y en gas de dióxido de carbono debido a las altas presiones y temperaturas así como a la actividad volcánica. Esto lleva a un ciclo de reacciones que mantiene relativamente estables los niveles del dióxido de carbono en la atmósfera, haciendo que el efecto invernadero aumente las temperaturas de la superficie.
nEn el límite interior de la zona habitable, los niveles relativamente bajos del dióxido de carbono pueden permitir temperaturas suficientemente altas para el agua líquida. En la Tierra, los niveles necesarios del dióxido de carbono han variado a lo largo de la historia de decenas a cientos de partes por millón.
n"Pero para las regiones medias y exteriores de la zona habitable, la concentración de dióxido de carbono en la atmósfera debe ser mucho más alta para mantener las temperaturas propicias para el agua líquida de la superficie", explican Schwieterman y su equipo.
nPor ejemplo, un exoplaneta que se suele considerar como un buen candidato para la vida extraterrestre es Kepler-62f. Este planeta tiene aproximadamente tres veces la masa de la Tierra y orbita alrededor de su estrella anfitriona en la constelación de Lyra, aproximadamente a la misma distancia que Venus. Pero debido a que su estrella anfitriona es menos brillante que el Sol, Kepler-62F recibe aproximadamente la misma cantidad de luz que Marte, por lo que está en el límite exterior de la zona habitable.
nEl efecto invernadero podría hacer que Kepler-62f esté lo suficientemente caliente para albergar agua líquida. Pero Schwieterman y sus compañeros han calculado que se necesitarían de tres a cinco bares de dióxido de carbono para conseguirlo. Eso es 1.000 veces más de lo que ha existido en la Tierra a lo largo toda la historia de la vida compleja aquí.
nEl equipo puntualiza que estos niveles del dióxido de carbono son tóxicos para la mayoría de la vida compleja de la Tierra actualmente, y se cree que el aumento de los niveles en el pasado ha sido un factor importante en las extinciones masivas. Los límites fisiológicos del nivel del dióxido de carbono que la vida puede tolerar deben tenerse en cuenta en la definición de las zonas habitables. Por lo tanto, Kepler-62f podría no ser tan buen candidato realmente.
nEl monóxido de carbono también amenaza la vida compleja. Schwieterman y sus colegas calculan que es probable que los planetas que orbitan alrededor de las estrellas frías tengan niveles más altos del monóxido de carbono porque las condiciones fotoquímicas son más propicias para producirlo. Esto supone otra limitación en las zonas habitables.
nEl cálculo final del equipo se basa en determinar cómo estas limitaciones cambian nuestra comprensión actual del tamaño de las zonas habitables. "Una implicación es que podríamos no encontrar signos de vida inteligente o firmas tecnológicas en planetas que orbitan alrededor de las enanas tipo M tardío o en planetas potencialmente habitables cerca del límite exterior de sus zonas habitables", afirman Schwieterman y sus compañeros.
nEso tendrá un impacto significativo en las futuras búsquedas de biofirmas en otros planetas. Los astrónomos podrían decidir centrarse en las estrellas más cálidas, similares al Sol, donde las condiciones para el desarrollo de vida compleja son probablemente más favorables.
nPero los diseñadores de los futuros telescopios espaciales no deben temer por la falta de objetivos. Incluso si las zonas habitables son significativamente más pequeñas de lo que se pensaba anteriormente, lo más probable es que haya muchos cientos de millones de candidatos solo en nuestra galaxia. Eso debería ser más que suficiente para iniciar las misiones planificadas actualmente.
nRef: arxiv.org/abs/1902.04720 : Una zona habitable limitada para una vida compleja
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