El planeta Mercurio, con colores mejorados para indicar las diferentes composiciones químicas así como la mineralogía y las estructuras geológicas de la superficie. NASA/Laboratorio de Física Aplicada Johns Hopkins/Instituto Carnegie de Washington.

La Tierra discurre a través de una órbita casi circular, esto nos proporciona un clima estable que ha permitido la aparición de vida sobre la Tierra, pero un nuevo estudio señala que aquellos mundos con orbitas elípticas como la de Mercurio no tienen por qué ser lugares estériles, sino que incluso la aparición de microorganismos fotosintéticos en ellos podría favorecer formas de vida más complejas.

Los mundos con orbitas como la de Mercurio poseen ciclos de noche/día de mucha mayor duración que lo que tardan en completar una órbita alrededor de su estrella, es por ello que piensan que estos periodos de oscuridad prolongada presentarían un serio desafío para la vida, e incluso tendrían el potencial de que su atmosfera se congelase.

Hasta el momento hemos descubierto la existencia de más de 1.700 exoplanetas con la esperanza de encontrar uno donde la vida podría haber arraigado, aunque para ello muchos estudios se han centrado en la llamada región de habitabilidad de esos sistemas, la región del espacio que rodea a una estrella en la que podríamos encontrar agua en estado líquido sobre la superficie de un mundo rocoso.

Aunque algunos de estos mundos parecen encontrarse justo en esta región de sus sistemas estelares, todos ellos parecen diferir de alguna manera con nuestro planeta. Por ejemplo, hemos localizado planetas potencialmente habitables en torno a enanas rojas, esto implica que para que ese mundo reciba una cantidad de energía similar a la que llega a la Tierra del Sol tendría que encontrarse mucho más cerca de su estrella, incluso a veces mucho más cerca de lo que esta Mercurio de nuestro Sol.

Este tipo de tenues estrellas han sido objeto de estudio por muchos astrobiólogos ya que son las estrellas más comunes del Universo y su elevada longevidad proporcionaría el tiempo suficiente para que la vida prosperase. Los datos mostrados por el Observatorio Espacial Kepler sugieren que al menos la mitad de todas las enanas rojas albergan planetas rocosos con tamaños de hasta cuatro veces la masa de la Tierra.

Pero un planeta que se encuentre en la zona habitable de una enana roja experimentara fuerzas gravitacionales mucho mayores que las ejercidas por el Sol sobre la Tierra, estas mareas gravitacionales provocarían que la velocidad de rotación del planeta se ralentice hasta incluso detenerla, alcanzando lo que se denomina una resonancia orbital 1:1, por lo que el planeta tarda el mismo tiempo en completar una rotación sobre su eje que el tiempo empleado en completar su viaje alrededor de la estrella, algo similar a lo que vemos en el sistema Tierra/Luna, de esta forma, ese planeta mostrara siempre una misma cara a su estrella.

Un estudio reciente sugería que estos planetas anclados por mareas podrían incluso estar cubiertos por océanos que mostrarían una peculiar forma de “langosta” en su lado diurno debido a la transmisión de calor por todo el globo, mientras que la cara del planeta que permanece en una noche perpetua albergaría una espesa corteza de hielo.

Sin embargo, si un planeta situado en la zona habitable de una enana roja describiese una órbita muy excéntrica podría desarrollar una resonancia orbital de 3:2, es decir, rota cada tres veces con cada dos orbitas completadas alrededor de su estrella.

Un observador que se encontrase en la superficie de Mercurio podría disfrutar de fenómenos astronómicos peculiares, su extraña orbita provoca que en ciertos momentos el Sol parezca retroceder mientras atraviesa el firmamento.

Pero Mercurio no es un mundo habitable, carece de atmósfera y las temperaturas en su superficie varían entre los 100 hasta los 700 grados Celsius “Si el Sol fuera menos intenso, Mercurio estaría dentro de la zona habitable, y por lo tanto la vida tendría que adaptarse a los extraños ciclos de luz”, comento Sarah Brown, astrobióloga del Centro de Astrobiología situado en Edimburgo, Escocia, y autora del trabajo.

La luz es fundamental para la fotosíntesis el proceso por el cual las plantas y otros organismos fotosintéticos utilizan los rayos del sol para crear moléculas ricas en energía, tales como azúcares. La mayoría de las formas de vida de nuestro planeta dependen de una u otra forma de la fotosíntesis o sus derivados, y aunque la vida primitiva puede existir sin depender de este proceso, si que puede ser necesaria para que surjan nuevos organismos más complejos, y es que estos dependen en gran medida del oxígeno, e incluso se piensa que es necesaria la presencia de oxígeno para que surjan formas de vida multicelulares.

Para ver si podría existir vida fotosintética en un planeta habitable con una órbita similar a la de Mercurio situado junto a una enana roja, los científicos calcularon la cantidad de luz que alcanza todos los puntos de su superficie. Su modelo represento un planeta con la misma masa y diámetro que la Tierra, con una atmosfera y una cantidad de agua en su superficie similar a la existente en nuestro mundo. La enana roja tendría un 30 por ciento la masa del Sol y seria un 1 por ciento más luminosa, proporcionando así una temperatura a esta estrella de unos 3.225 grados Celsius, y una zona habitable que se extendiera de 10 a un 20 por ciento de una UA o unidad astronómica de la estrella.


Esta animación muestra la resonancia orbital de 3:2 de Mercurio frente al Sol.
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Así descubrieron que la cantidad de luz que alcanza la superficie de estos planetas parece concentrarse en ciertos puntos. Sorprendentemente, la cantidad de luz que estos planetas reciben apenas varían con la latitud, tal y como sucede en la Tierra, donde llega una cantidad mayor de luz a las regiones ecuatoriales que a las regiones polares. Sea como sea, la vida fotosintética podría prosperar en estos planetas con este tipo de orbitas elípticas.

El equipo comprobó que estos planetas podrían experimentar periodos nocturnos de meses de duración, lo que podría plantear problemas importantes para la vida fotosintética, ya que depende de la luz. Aún así, los científicos señalan que muchas plantas son capaces de almacenar la energía suficiente como para sobrevivir a periodos de oscuridad superiores a los 180 días.

Por otra parte, algunos microbios fotosintéticos tienen la capacidad de aletargarse y permanecer dormidos durante décadas, mientras que otros son del tipo mixotrófico, es decir, pueden sobrevivir gracias a procesos fotosintéticos cuando la luz es abundante y depender de otras formas de vida que usarían como alimentos durante los periodos de oscuridad.

Sin embargo, el mayor problema para la vida serán los largos periodos de oscuridad, durante la noche desciende la temperatura de tal forma que incluso podría llegar a congelar la atmósfera del planeta.

Pero los investigadores señalan que el calor puede fluir hasta estas regiones oscuras desde el lado diurno y evitar así que las temperaturas desciendan hasta más allá del punto de congelación, sobre todo si el planeta posee una atmosfera lo suficientemente densa y puede atrapar la luz infrarroja procedente de la estrella. Y aunque indican que esto podría crear fuertes vientos, no implica necesariamente que ese mundo sea inhabitable.

Sin embargo, los investigadores observaron que la fuerza del campo magnético protector de un planeta depende en gran medida de su velocidad de rotación, por lo que sugieren que los planetas con orbitas similares a la de Mercurio podrían poseer campos magnéticos relativamente débiles, esto implicaría que la superficie del planeta podría verse expuesta a la radiación procedente de su sol, la cual tiene la capacidad no solo de dañar el ADN de la vida, sino de incluso esterilizar su superficie o incluso los vientos solares podrían arrancarle su atmósfera.

Señalan que la presencia de una densa atmósfera podría proteger de la radiación a los organismos presentes en estos mundos, agregando que la vida podría estar concentrada en algunas regiones de la superficie del planeta en las que los niveles de radiación serían menores.

¿Pero somos capaces de descubrir mundos potencialmente habitables con una resonancia orbital de 3:2 en torno a las enanas rojas?

“Medir la longitud de los días de los planetas extrasolares es enormemente difícil, y las primeras mediciones de la longitud del día de cualquier planetas extrasolares sólo han sido publicadas este año”, señalo Mead. “Una medida de este tipo para los planetas que discutimos sería mucho más difícil debido al hecho de que son pequeños planetas rocosos alrededor de estrellas débiles. Esto significa que es probable que estemos muy lejos de medir las velocidades de rotación de tales mundos habitables”.

El trabajo ha sido publicado en la revista Journal of Astrobiology.

espacioprofundo.es 16/09/14