ASTRONOMÍA. Las "supertierras" son más grandes, más comunes y más habitables que la propia Tierra

James Webb, supertierras, exoplanetas

 

Los astrónomos creen que el lugar más probable para encontrar vida en la galaxia son las súper-Tierras, como Kepler-69c, que se ve en la representación de este artista. NASA Ames/JPL-CalTech

29 diciembre 2022.- Los astrónomos ahora descubren rutinariamente planetas que orbitan estrellas fuera del sistema solar ; se llaman exoplanetas. Pero en el verano de 2022, los equipos que trabajan en el Satélite de Sondeo de Exoplanetas en Tránsito de la NASA encontraron algunos planetas particularmente interesantes orbitando en las zonas habitables de sus estrellas madre.

Un planeta es un 30% más grande que la Tierra y orbita su estrella en menos de tres días. El otro es un 70% más grande que la Tierra y podría albergar un océano profundo. Estos dos exoplanetas son súper-Tierras , más masivas que la Tierra pero más pequeñas que los gigantes de hielo como Urano y Neptuno.

La Tierra sigue siendo el único lugar en el universo que los científicos saben que alberga vida. Parecería lógico centrar la búsqueda de vida en clones de la Tierra, planetas con propiedades cercanas a las de la Tierra . Pero la investigación ha demostrado que la mejor oportunidad que tienen los astrónomos de encontrar vida en otro planeta es probablemente en una súper Tierra similar a las encontradas recientemente.

Una supertierra es cualquier planeta rocoso que es más grande que la Tierra y más pequeño que Neptuno. Aldarón , CC BY-SA


Común y fácil de encontrar.

La mayoría de las súper-Tierras orbitan estrellas enanas frías, que tienen una masa más baja y viven mucho más que el Sol. Hay cientos de estrellas enanas frías por cada estrella como el Sol, y los científicos han encontrado súper-Tierras que orbitan alrededor del 40% de las enanas frías que han observado. Usando ese número, los astrónomos estiman que hay decenas de miles de millones de súper-Tierras en zonas habitables donde el agua líquida puede existir solo en la Vía Láctea. Dado que toda la vida en la Tierra usa agua, se cree que el agua es fundamental para la habitabilidad.

Según las proyecciones actuales, alrededor de un tercio de todos los exoplanetas son supertierras, lo que los convierte en el tipo de exoplaneta más común en la Vía Láctea. El más cercano está a sólo seis años luz de la Tierra. Incluso se podría decir que nuestro sistema solar es inusual ya que no tiene un planeta con una masa entre la de la Tierra y la de Neptuno.

La mayoría de los exoplanetas se descubren buscando cómo atenúan la luz que proviene de sus estrellas madre, por lo que los planetas más grandes son más fáciles de encontrar. Nikola Smolenski , CC BY-SA

Otra razón por la que las supertierras son objetivos ideales en la búsqueda de vida es que son mucho más fáciles de detectar y estudiar que los planetas del tamaño de la Tierra. Hay dos métodos que usan los astrónomos para detectar exoplanetas. Uno busca el efecto gravitatorio de un planeta sobre su estrella madre y el otro busca la atenuación breve de la luz de una estrella cuando el planeta pasa frente a ella. Ambos métodos de detección son más fáciles con un planeta más grande.

Las supertierras son superhabitables

Hace más de 300 años, el filósofo alemán Gottfried Wilhelm Leibniz argumentó que la Tierra era “el mejor de todos los mundos posibles ”. El argumento de Leibniz pretendía abordar la cuestión de por qué existe el mal, pero los astrobiólogos modernos han explorado una cuestión similar preguntando qué hace que un planeta sea hospitalario para la vida. Resulta que la Tierra no es el mejor de todos los mundos posibles.

Debido a la actividad tectónica de la Tierra y los cambios en el brillo del Sol, el clima ha cambiado con el tiempo de un océano hirviendo a un frío helado en todo el planeta. La Tierra ha sido inhabitable para los humanos y otras criaturas más grandes durante la mayor parte de su historia de 4.500 millones de años. Las simulaciones sugieren que la habitabilidad a largo plazo de la Tierra no era inevitable , sino una cuestión de azar. Los humanos son literalmente afortunados de estar vivos.

Los investigadores han elaborado una lista de los atributos que hacen que un planeta sea muy propicio para la vida. Es más probable que los planetas más grandes sean geológicamente activos, una característica que los científicos creen que promovería la evolución biológica . Entonces, el planeta más habitable tendría aproximadamente el doble de la masa de la Tierra y sería entre un 20% y un 30% más grande en volumen. También tendría océanos que son lo suficientemente poco profundos para que la luz estimule la vida hasta el fondo del mar y una temperatura promedio de 25 grados Celsius). Tendría una atmósfera más espesa que la de la Tierra que actuaría como una manta aislante. Finalmente, tal planeta orbitaría una estrella más vieja que el Sol para dar vida más tiempo para desarrollarse, y tendría un fuerte campo magnético que protege contra la radiación cósmica . Los científicos creen que estos atributos combinados harán que un planeta sea súper habitable.

Por definición, las supertierras tienen muchos de los atributos de un planeta superhabitable. Hasta la fecha, los astrónomos han descubierto dos docenas de exoplanetas super-Tierra que son, si no el mejor de todos los mundos posibles, teóricamente más habitables que la Tierra.

Recientemente, ha habido una emocionante adición al inventario de planetas habitables. Los astrónomos han comenzado a descubrir exoplanetas que han sido expulsados ​​de sus sistemas estelares , y podría haber miles de millones de ellos vagando por la Vía Láctea. Si una súper Tierra es expulsada de su sistema estelar y tiene una atmósfera densa y una superficie acuosa, podría albergar vida durante decenas de miles de millones de años , mucho más tiempo del que podría persistir la vida en la Tierra antes de que nuestro Sol muera.

Una de las supertierras recién descubiertas, TOI-1452b, podría estar cubierta por un océano profundo y podría ser propicia para la vida. Benoit Gougeon, Universidad de Montreal , CC BY-ND


Detectando vida en super-Tierras

Para detectar vida en exoplanetas distantes, los astrónomos buscarán firmas biológicas, subproductos de la biología que son detectables en la atmósfera de un planeta.

El telescopio espacial James Webb de la NASA fue diseñado antes de que los astrónomos descubrieran exoplanetas, por lo que el telescopio no está optimizado para la investigación de exoplanetas. Pero es capaz de hacer algo de esta ciencia y está programado para apuntar a dos supertierras potencialmente habitables en su primer año de operaciones. Otro conjunto de súper-Tierras con océanos masivos descubiertos en los últimos años, así como los planetas descubiertos este verano, también son objetivos atractivos para James Webb .

Pero las mejores posibilidades de encontrar señales de vida en las atmósferas de los exoplanetas vendrán con la próxima generación de telescopios terrestres gigantes: el Telescopio Extremadamente Grande de 39 metros , el Telescopio de Treinta Metros y el Telescopio Gigante de Magallanes de 25,4 metros . Estos telescopios están todos en construcción y listos para comenzar a recopilar datos a finales de la década.

Los astrónomos saben que los ingredientes para la vida están ahí fuera, pero habitable no significa habitado. Hasta que los investigadores encuentren evidencia de vida en otros lugares, es posible que la vida en la Tierra haya sido un accidente único. Si bien hay muchas razones por las que un mundo habitable no tendría señales de vida , si en los próximos años los astrónomos observan estas súper Tierras súper habitables y no encuentran nada, la humanidad puede verse obligada a concluir que el universo es un lugar solitario.

Fuente: Chris ImpeyProfesor Distinguido Universitario de Astronomía, Universidad de Arizona

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