Imagen: Concepto de los 7 planetas similares a la Tierra que se encuentran en la órbita de TRAPPIST-1 (vía NASA).

Hace casi una semana pudimos conocer la existencia de un sistema estelar a 39 años luz de distancia, el cual alberga 7 planetas similares a la Tierra, tres de los cuales se encuentran en la zona habitable. Los científicos han anunciado que un cuarto planeta también podría ser habitable, si consideramos otras condiciones.

Nuevos modelos de la Universidad de Cornell sugieren que la llamada zona habitable, esa en la que los planetas pueden albergar agua líquida oincluso vida, podría ser más amplia de lo que imaginamos, si consideramos al hidrógeno volcánico (H2) como un gas invernadero con el potencial para calentar el clima. Los planetas cuyas atmósferas son calentadas por H2 (en lugar de CO2) se mantienen habitables en órbitas con distancias mucho más amplias. Además, podría ser más fácil detectar la presencia de vida gracias a estas atmósferas.

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Si los hallazgos del estudio son correctos, eso quiere decir que TRAPPIST-1h (el planeta más lejano de los descubiertos en esta estrella, que actualmente es considerado un exoplaneta helado), podría ser capaz de albergar océanos. “Los planetas de TRAPPIST son realmente fríos”, Ramses Ramirez, investigador principal del estudio publicado en el Astrophysical Journal Letters, comentó a Gizmodo. “Tres de ellos se encuentran en la zona habitable, pero si tomamos en cuenta al hidrógeno podríamos tener un cuarto planeta habitable”.

Los astrónomos definen la zona habitable dependiendo de dos moléculas relacionadas a la vida en la Tierra: dióxido de carbono y agua. Según esta definición, la energía solar es tan escasa en la región externa de la zona habitable que el CO2 se congela, como sucede en Marte. En cambio, en la región interna la temperatura está por encima del punto de evaporación, lo que quiere decir que es muy caliente y los océanos pueden evaporarse, provocando un efecto invernadero acelerado. Esto podría haber sucedido en Venus hace muchísimo tiempo.

Sin embargo, ¿acaso solamente deberíamos tomar en cuenta dos gases invernaderos (C02 y agua) cuando hacemos pruebas de habitabilidad en los miles de millones de sistemas estelares que existen en nuestra galaxia? Quizás no. “Otros gases de efecto invernadero podrían extender la zona habitable”, mencionan Ramirez y Lisa Kaltenegger, coautora del estudio.

Concepto de un planeta en la zona habitable del hidrógeno volcánico. Imagen: W. Henning / NASA Goddard.

Uno de esos gases es el hidrógeno. Hace años los científicos propusieron que los planetas con atmósferas gruesas y llenas de H2 podían mantener la temperatura lo suficientemente cálida como para soportar agua líquida, incluso a una distancia de hasta 10 UA (unidades astronómicas), la misma que tiene Saturno con respecto al Sol. No obstante, ¿puede un planeta rocoso mantener una atmósfera rica en H2 durante los miles de millones de años necesarios para que la vida evolucione? Después de todo, el H2 es una molécula extremadamente liviana que puede escapar hacia el espacio.

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Para descubrir la respuesta, Ramirez y Kaltenegger llevaron a cabo modelos climáticos basándose en planetas que se encuentran en la órbita de estrellas con temperaturas de entre 2.600 y 10.000 grados Kelvin (el Sol tiene una temperatura promedio de 5.800 grados Kelvin), y que tienen una concentración atmosférica de H2 de entre 1 y 50% (el resto de la atmósfera está compuesta de CO2 y vapor de agua). Los resultados fueron alentadores: descubrieron que las atmósferas ricas en H2 pueden ampliar la zona habitable entre un 30 y 60%, asumiendo que llegue más hidrógeno a la atmósfera para reemplazar el que se vaya perdiendo.

Esto podría suceder si el gas de hidrógeno estuviera escapando del manto a través de volcanes. Los científicos creen que Marte fue un grifo lleno de fugas y filtraciones durante sus primeros 500 millones de años de vida, dejando escapar grandes cantidades de hidrógeno. Los planetas rocosos más grandes que la Tierra podrían contar con períodos mucho más duraderos de liberación de gas de hidrógeno debido a varios factores, incluyendo su gravedad y campos magnéticos más fuertes.

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Si existieran planetas calentados por hidrógeno volcánico en nuestro Sistema Solar la zona habitable podría expandirse hasta las 2.4 unidades astronómicas, o lo que es lo mismo, hasta el cinturón de asteroides que se encuentra entre Marte y Júpiter. “En las regiones que creíamos que solo podrían existir planetas helados encontraríamos planetas con temperaturas óptimas, siempre y cuando tengan volcanes”, comentó Kaltenegger.

Aún más emocionante, en los planetas con atmósferas ricas en H2 podría ser más fácil detectar “biofirmas” que en planetas similares a la Tierra. “El H2 es un gas muy liviano”, explicó Ramirez. “Esto podría hacer que sea mucho más fácil detectar vida en planetas como estos”.

Los astrónomos esperan comenzar a observar las atmósferas de planetas rocosos cercanos, para buscar señales de vida, con el lanzamiento del telescopio espacial James Webb en el 2018.

Imagen: NASA.

El modelo de Ramirez y Kaltenegger tiene implicaciones importantes para nuestros vecindario espacial favorito, TRAPPIST-1. Mientras que la definición tradicional de la zona habitable determina que solo tres planetas de ese sistema están en la región óptima para albergar agua líquida, el hidrógeno de volcanes podría añadir un planeta más a este grupo. “El planeta 1h se encuentra en el límite de la zona habitable, y es algo que deberíamos investigar”, comentó Ramirez.

Julien de Wit, investigadora de exoplanetas del MIT y coautora del estudio original de TRAPPIST-1, se encuentra muy emocionada ante esta posibilidad.

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“Un estudio como este nos reitera la necesidad de observar y estudiar los planetas para poder entender realmente cómo funciona la habitabilidad en otros sistemas estelares”, dijo de Wit a Gizmodo, a través de un correo electrónico. “Es muy emocionante saber que estamos cerca de cambiar la forma en la que entendemos estos conceptos básicos, para así en un futuro poder responder preguntas mucho más importantes, tales como: ¿estamos solos?”

Ramirez está de acuerdo al respecto:

“Durante mucho tiempo nos hemos centrado en buscar solamente planetas demasiado similares a la Tierra, enfocándonos en el CO2 y el agua. Es ingenuo pensar que todos los planetas habitables tienen que ser como el nuestro no sabemos si eso es así.

Es posible que la vida en otros planetas sea bastante similar a la de la Tierra, pero quizás no. Y si no es el caso deberíamos estar abiertos a otras posibilidades”.

[The Astrophysical Journal Letters]


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