Un nuevo trabajo plantea que, para saber si la vida pudo echar a andar en un planeta, es necesario tener en cuenta qué sucedió en su pasado. O más específicamente, cómo fue su proceso de formación. Algo útil para entender lo complejo que puede ser el proceso que lleva a la aparición de la vida…
¿Cómo es el lugar adecuado para la vida?
La habitabilidad de un planeta es el resultado de la suma de muchos factores. Hasta ahora, el estudio de mundos potencialmente habitables, lejos del Sistema Solar, se han centrado exclusivamente principalmente en mundos que están en la zona habitable de su sistema estelar. Es decir, allá donde la temperatura es la adecuada para que pueda tener agua líquida en su superficie. En los últimos tiempos, también se ha empezado a estudiar de qué están compuestas sus atmósferas. Algo que se debe, en parte, a las limitaciones de los instrumentos que tenemos.
Incluso el telescopio James Webb solo es capaz de ver las atmósferas de planetas masivos y cercanos. Pero, en las próximas décadas, dispondremos de nuevas herramientas, como el Telescopio de Mundos Habitables (HWO, por sus siglas en inglés). Específicamente, su objetivo es buscar atmósferas en planetas potencialmente habitables. Así que un nuevo estudio se pregunta qué objetivos deberían observar esas nuevas herramientas. Los autores plantean que habría que centrarse en cómo se formó un planeta para entender mejor su capacidad de albergar vida.
Naturalmente, el HWO no va a poder ver el pasado. O, mejor dicho, no más allá de lo que permita la distancia que la luz de esos planetas haya recorrido hasta nosotros. Sin embargo, sí podrá obtener información sobre cómo se formó el planeta a partir de valores medibles. Los investigadores se fijan en cuatro aspectos diferentes de un planeta. Cosas que se determinan en las primeras fases de su formación y que podrían tener un impacto importante en su capacidad de albergar vida compleja más adelante. El primero es la composición del mundo.
Los factores que pueden ser clave
Concretamente, de los cuatro elementos que constituyen el 93 % de los planetas terrestres. Es decir, magnesio, hierro, silicio y oxígeno. En última instancia, la proporción de estos elementos determinará si el planeta tiene tectónica de placas. Algo necesario para mantener un entorno relativamente estable durante millones de años. También es posible determinar las proporciones de estos elementos, en un planeta, observando las proporciones de la estrella en torno a la que gira. Deberían ser las mismas, porque ambos se formaron en el mismo lugar y a partir del mismo material.
El segundo factor es la abundancia de elementos volátiles. Son todos los elementos que tienen una temperatura de condensación relativamente baja. En la que al menos el 50 % de un elemento pasa a estado gaseoso. En forma de gas, los elementos volátiles son arrastrados con más facilidad por el viento solar. Por esto, planetas como Mercurio, que se formó en una región muy cercana al Sol, carecerán de muchos elementos volátiles. Mientras que Marte, que se formó más lejos, tiene una gran abundancia de elementos volátiles.
Los elementos volátiles, como el carbono, el hidrógeno, el nitrógeno, el oxígeno, el fósforo y el azufre (CHNOPS), son los ingredientes clave para la vida. Por lo que su disponibilidad en un planeta será un factor determinante para que pueda aparecer en ese planeta que se esté estudiando. Sin embargo, hay otro factor importante en la formación de un planeta, que tiene un gran impacto en su habitabilidad y que está impulsado por un elemento volátil en particular: el oxígeno. La disponibilidad de oxígeno en un planeta en sus primeras etapas controla un valor llamado fugacidad del oxígeno.
¿Con qué frecuencia surge el lugar adecuado para la vida?
Esto, curiosamente, es clave para el tercer factor: el tamaño del núcleo de un planeta. El equilibrio entre hierro puro y óxido de hierro es fundamental en la formación del núcleo de un planeta. El hierro puro suele caer hacia el núcleo, haciéndolo más grande, mientras que el óxido de hierro suele acabar en el manto, reduciendo el tamaño del núcleo. Este es uno de los factores principales de la habitabilidad, ya que controla una de las características más importantes de un planeta: su campo magnético. Un núcleo grande crea un campo magnético fuerte que protege los elementos.
También protegerá la vida que pueda aparecer. Un núcleo pequeño, por tanto, tendrá el efecto opuesto. Estos dos factores obligan a definir la zona habitable de una manera diferente. Consiste en un planeta que tenga la cantidad adecuada de elementos volátiles para formar un núcleo grande. Así como suficientes compuestos volátiles como para que pueda aparecer la vida. La Tierra, por supuesto, tiene las cantidades adecuadas. Un último factor para determinar la habitabilidad sería el calor interno que tenga el planeta (bien por sus propias características o interacciones gravitacionales).
El HWO debería ser capaz de ver los tres factores que ayudarán a entender cómo fueron las primeras fases de los exoplanetas que estudie. Podrá estudiar el espectro de la estrella, para determinar la abundancia de elementos volátiles y elementos radiactivos. También podrá captar la presencia de un posible campo magnético e incluso la actividad volcánica de un mundo, al estudiar su atmósfera. Todo es muy prometedor pero, por desgracia, habrá que esperar hasta la década de 2040 para que entre en funcionamiento y ver si cumple con las expectativas…
Estudio
El estudio es B. Farcy, D. Seligman, K. Mandt et al.; «Habitable from the start: How initial planetary formation conditions may create habitable worlds». Puede consultarse en arXiv, en este enlace.
Referencias: Universe Today
