Los científicos han identificado más de 4.000 planetas confirmados fuera de nuestro sistema solar.

Ahora la investigación sugiere que algunos de estos exoplanetas podrían ser más hospitalarios para la vida que la propia Tierra.

Como estos planetas están tan lejos a cientos o incluso miles de años luz, los científicos los conocen principalmente a través de observaciones remotas, utilizando telescopios y otros equipos.

Pero para conocer mejor sus características y saber si podrían albergar vida, los investigadores han desarrollado sofisticados modelos planetarios.

Los modelos existentes tienden a pasar por alto la dinámica oceánica, o el papel que desempeñan los océanos en el transporte de calor alrededor de un planeta y la regulación de su clima. En la Tierra, esta dinámica es crucial para determinar la «productividad y distribución de la vida actual y a lo largo de la historia del planeta», según una investigación presentada por la geoquímica de la Universidad de Chicago Stephanie Olson en el reciente Congreso de Geoquímica Goldschmidt celebrado en Barcelona.

«La búsqueda de vida más allá de nuestro sistema solar se ha centrado en planetas con posibilidad de tener océanos en su superficie porque la vida, tal y como la conocemos, requiere agua líquida», dijo Olson Newsweek. «Sin embargo, los océanos son hábitats dinámicos, y la vida tiene requisitos adicionales para su entorno. En la Tierra son especialmente importantes los nutrientes como el fosfato, que es un componente clave del ADN. El fosfato y otros nutrientes tienden a acumularse gravitacionalmente en la profundidad del océano de la Tierra porque las células muertas se hunden a través de la columna de agua.»

«Por esta razón, la distribución y la actividad de la vida en nuestro océano está controlada por la circulación oceánica que transporta las aguas ricas en nutrientes desde la profundidad hasta la superficie pobre en nutrientes», en un proceso conocido como afloramiento, dijo. «Esto también será cierto para las biosferas fotosintéticas de otros planetas. Sabemos que la circulación atmosférica difiere drásticamente entre los planetas habitables, pero los detalles de la circulación oceánica en otros planetas y sus implicaciones para el suministro de nutrientes nunca se han explorado. Nuestro estudio aborda esta cuestión crítica».

exoplanetas
Este concepto artístico muestra el aspecto que podría tener el sistema planetario TRAPPIST-1, según los datos disponibles sobre los diámetros, masas y distancias de los planetas respecto a la estrella anfitriona, a fecha de febrero de 2018. Tres de los siete exoplanetas están en la «zona habitable», donde es posible que haya agua líquida.

Olson y sus colegas exploraron la dinámica de los océanos en una variedad de exoplanetas diferentes utilizando un sistema conocido como ROCKE-3D para determinar qué tipos tienen la mayor afluencia de océanos y, por lo tanto, pueden albergar las biosferas más activas. Este programa informático -desarrollado por la NASA- permite a los científicos simular los climas y entornos oceánicos de los exoplanetas.

Olson varió sistemáticamente las propiedades planetarias clave en el modelo, incluyendo la presión de la superficie, la tasa de rotación, el radio, la salinidad del océano y la cantidad de energía estelar que recibe el planeta, y luego cuantificó cómo los patrones de circulación del océano cambiaron en respuesta.

La modelización reveló qué tipos de exoplanetas tienen más probabilidades de albergar las condiciones adecuadas para una «vida globalmente abundante y activa».

«Descubrimos que los patrones de circulación oceánica diferirán entre los planetas habitables, y estas diferencias pueden ser biológicamente importantes», dijo Olson. «Las altas presiones superficiales y las lentas tasas de rotación en comparación con la Tierra potencian el afloramiento de los océanos y, por tanto, aumentan el potencial de reposición de nutrientes. El afloramiento costero es especialmente importante para el reciclaje de nutrientes, por lo que los planetas que carecen de continentes podrían no ser buenos lugares para vivir.»

«Esta es una conclusión sorprendente», dijo. «Los patrones de circulación de los océanos pueden permitir que la vida sea más abundante o más activa que la vida en la Tierra. Esto significa que algunos planetas podrían albergar vida que será más fácil de detectar que la vida en un gemelo de la Tierra.»

Los resultados podrían tener importantes implicaciones en la búsqueda de vida extraterrestre, añadió. «En la búsqueda de vida más allá de nuestro sistema solar, los planetas más prometedores podrían no ser gemelos de la Tierra».

Olsen admite, sin embargo, que su hipótesis sólo puede probarse con telescopios de nueva generación, que aún no están operativos.

«Siempre habrá limitaciones en nuestra tecnología, por lo que es casi seguro que la vida es más común que la vida ‘detectable'», dijo. «Esto significa que en nuestra búsqueda de vida en el universo, debemos apuntar al subconjunto de planetas habitables que serán más favorables a grandes biosferas globalmente activas porque esos son los planetas donde la vida será más fácil de detectar -y donde las no detecciones serán más significativas.»

«Idealmente este trabajo este informará el diseño del telescopio para asegurar que las futuras misiones-como los conceptos propuestos de telescopios LUVOIR o HabEx-tienen las capacidades correctas; ahora sabemos qué buscar, así que tenemos que empezar a buscar.»

Douglas Gobeille, profesor de física de la Universidad de Rhode Island, elogió el trabajo de Olson.

«El agua líquida es la prueba de fuego para la habitabilidad de la vida tal y como la conocemos actualmente», dijo Gobeille, que no participó en la investigación, a Newsweek. «La investigación del Dr. Olson propone un enfoque más agudo sobre cuáles de estos mundos tienen el mayor potencial para el nacimiento, la evolución y el mantenimiento de la vida. Este trabajo amplía el campo de los mundos en los que podría surgir la vida al sugerir que los gemelos de la Tierra pueden producir vida, pero otros podrían hacerlo más fácilmente.»

«Será emocionante ver cómo este trabajo influye en la miríada de candidatos a la vida, incluso en las supertierras», dijo. «Estos planetas, con masas entre 2 y 10 veces superiores a la de la Tierra y quizás hasta un 25 por ciento más de radio, con su mayor gravedad, pueden tener superficies más parecidas a grandes cadenas de islas en comparación con las numerosas masas de tierra por encima del nivel del mar de la Tierra». Aunque no hay súper-Tierras en el sistema solar, esta investigación influirá aún más en la búsqueda de vida en posibles mundos más cercanos a la Tierra con océanos líquidos, como las lunas de Júpiter, Europa, y de Saturno, Encélado y Titán.»

Gobeille señala que esta investigación será probablemente de gran interés para las próximas misiones de naves espaciales a Europa, incluyendo la misión JUICE (Jupiter Icy moons Explorer) de la Agencia Espacial Europea y la misión Europa Clipper de la NASA.

Terry Oswalt, profesor de física de la Universidad Aeronáutica Embry-Riddle de Florida, dijo que Olson y su equipo plantean un «punto muy interesante» de que el entorno de la Tierra puede no ser óptimo para la vida.

«Por un lado, las actividades humanas han estado afectando a nuestro clima, y no en el buen sentido», dijo Oswalt a Newsweek. «Además, la Tierra tiene ciclos naturales como edades de hielo, acontecimientos abruptos como enormes explosiones volcánicas, deriva continental gradual, etc. que hacen que nuestro entorno cambie». El grupo de Olson investigó cómo los océanos afectan a la habitabilidad de los planetas similares a la Tierra. La circulación del agua oceánica, el calor que puede retener o emitir, las sustancias químicas que puede disolver o liberar en el medio ambiente, todo ello contribuye a la habitabilidad. Ser cálido y tener agua líquida son sólo dos de los muchos factores importantes para la posible aparición de la vida».

«Los modelos de Olson muestran que los océanos tienen una fuerte influencia sobre qué planetas dentro de la zona habitable de su estrella madre podrían ser o no habitables», dijo. «Los resultados ayudarán a los astrónomos a centrar sus estudios primero en los exoplanetas más probables «similares a la Tierra». También puede ayudar a los climatólogos actuales a entender mejor cómo tratar nuestro problema de calentamiento global.»

Oswalt dijo que el hecho de que una docena de cuerpos del sistema solar -como Europa- parezcan tener costras heladas que protegen océanos cálidos y profundos sugiere que es más probable encontrar vida en planetas o lunas que parecen inhabitables a primera vista.

«Hasta ahora, no tenemos la tecnología para explorar los efectos de los océanos en otros planetas en detalle, por lo que la Tierra y sus océanos proporcionan la mejor manera de probar tales modelos», dijo. «Es emocionante ver cómo la astronomía, la biología, la química, la geología, la oceanografía y la física convergen en cuestiones tan profundas como dónde debemos buscar la vida fuera -y en otros lugares dentro- del sistema solar».

Se espera que el telescopio espacial James Webb de la NASA, sucesor del telescopio espacial Hubble, se lance en 2021 y acabe revelando las características de los exoplanetas con un detalle sin precedentes, permitiendo a los astrónomos determinar cuántos tienen océanos como la Tierra.

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