Hoy en día, los astrónomos a menudo descubren planetas que orbitan estrellas fuera del sistema solar; estos 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 que orbitan las zonas habitables de sus estrellas madre.
Un planeta un 30% más grande que la Tierra y que orbita su estrella en menos de tres días. El otro es un 70% más grande que la Tierra y puede contener un océano profundo. Estos dos exoplanetas son supertierras, más grandes que la Tierra pero más pequeños que los gigantes de hielo como Urano y Neptuno.
Soy profesor de astronomía y estudio núcleos galácticos, galaxias distantes, astrobiología y exoplanetas. Sigo de cerca la búsqueda de planetas habitables.
La Tierra sigue siendo el único lugar del universo que los científicos saben que alberga vida. Parece razonable centrar la búsqueda de vida en copias de la Tierra, planetas con propiedades cercanas a 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 Super-Tierra es cualquier planeta rocoso 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 mucho menor y una vida mucho más larga que el Sol. Hay cientos de enanas frías para 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 las zonas habitables donde el agua líquida podría existir exclusivamente en la Vía Láctea. Dado que toda la vida en la Tierra usa agua, se cree que el agua es crucial para la habitabilidad.
Según las predicciones 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 porque no tiene un solo planeta entre la Tierra y Neptuno.
La mayoría de los exoplanetas se descubren buscando cómo atenúan la luz emitida por 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 utilizan los astrónomos para detectar exoplanetas. Uno busca el efecto gravitatorio de un planeta sobre su estrella madre y el otro busca una breve atenuación de la luz de una estrella cuando el planeta se mueve frente a ella. Ambos métodos de detección son más fáciles con un planeta más grande.
Hace más de 300 años, el filósofo alemán Gottfried Wilhelm Leibniz argumentó que la Tierra es “el mejor de todos los mundos posibles”. El argumento de Leibniz tiene como objetivo resolver la pregunta de por qué existe el mal, pero los astrobiólogos modernos han explorado una pregunta similar al preguntarse qué hace que un planeta sea tan ecológico. 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 la luminosidad del Sol, el clima ha cambiado con el tiempo de un H hirviente en los océanos a un frío profundo en todo el planeta. La Tierra fue inhabitable para los humanos y otras criaturas más grandes durante la mayor parte de sus 4.500 millones de años de historia. Las simulaciones muestran que la habitabilidad a largo plazo de la Tierra no es inevitable, sino una cuestión de azar. Los humanos son realmente afortunados de estar vivos.
Los investigadores han elaborado una lista de atributos que hacen que un planeta sea muy favorable para la vida. Es más probable que los planetas más grandes sean geológicamente activos, una característica que, según los científicos, estimulará la evolución biológica. Así que el planeta más habitable tendría el doble de la masa de la Tierra y entre un 20% y un 30% más grande en volumen. También tendrá océanos lo suficientemente poco profundos como para que la luz pueda estimular la vida hasta el fondo del mar, y temperaturas promedio de 77 grados Fahrenheit (25 grados Celsius). Tendrá una atmósfera más espesa que la Tierra, actuando como una manta aislante. Eventualmente, tal planeta orbitaría una estrella más vieja que el Sol por más tiempo para desarrollar vida, y tendría un fuerte campo magnético que lo protegería contra la radiación cósmica. Los científicos creen que estas propiedades se combinan para crear un planeta súper habitable.
Por definición, las supertierras tienen muchas de las propiedades de un superplaneta habitable. Hasta la fecha, los astrónomos han descubierto dos docenas de supertierras exoplanetas, si no el mejor de todos los mundos posibles, teóricamente más habitables que la Tierra.
Recientemente, ha habido una adición interesante a la lista de planetas habitables. Los astrónomos han comenzado a detectar exoplanetas que han sido expulsados de sus sistemas estelares, y puede haber miles de millones de ellos vagando por la Vía Láctea. Si una súper Tierra fuera expulsada de su sistema estelar y tuviera una atmósfera densa y una superficie de agua, podría albergar vida durante decenas de miles de millones de años, mucho más tiempo del que ha existido en la Tierra antes de que muriera el Sol.
Una de las súper-Tierras recién descubiertas, TOI-1452b, podría estar cubierta por un océano profundo y podría ser beneficiosa para la vida. Benoit Gougeon, Universidad de Montreal, CC BY-ND
Detección de vida en supertierras Para detectar vida en exoplanetas distantes, los astrónomos buscarán biomarcadores, subproductos biológicos que puedan detectarse 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 este telescopio no está optimizado para la investigación de exoplanetas. Pero puede hacer algo de esta ciencia y está planeado apuntar a dos supertierras potencialmente habitables en su primer año de operación. Otro conjunto de súper-Tierras con vastos océanos descubiertos en los últimos años, así como los planetas descubiertos este verano, también son objetivos intrigantes para James Webb.
Pero la mejor oportunidad para buscar signos de vida en la atmósfera de un exoplaneta vendrá con la próxima generación de telescopios terrestres gigantes: el Telescopio Extremadamente Grande de 39 metros, el Telescopio Treinta y Cinco metros y el Telescopio Magallanes Gigante de 25,4 metros. Todos estos telescopios están en construcción y comenzarán a recopilar datos a finales de la década.
Los astrónomos saben que los ingredientes de la vida están ahí fuera, pero ser 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 mostraría signos 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.
