La habitabilidad de los planetas en torno a enanas rojas sigue siendo un tema muy discutido. En los últimos años, se han publicado diversos estudios con resultados dispares. Ahora, sumamos uno nuevo a la lista. Las plantas en exoplanetas, en la zona habitable, de las enanas rojas, podrían no llegar a desarrollarse…

Las plantas en exoplanetas de enanas rojas podrían no existir…

Las plantas no podrían crecer en exoplanetas en torno a enanas rojas
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Concepto artístico de un exoplaneta visto desde su luna.
Crédito: IAU/L. Calçada

La importancia de este tipo de estudios es capital. Cabe recordar que las enanas rojas son las más abundantes del universo. En torno al 75% de las estrellas de la Vía Láctea son de este tipo. Por lo que entender si sus exoplanetas pueden ser habitables o no puede ser clave. Si se determina que podrían ser habitables, la posibilidad de encontrar vida en otros lugares se dispara enormemente. Pero si se determina que no podrían ser habitables, el escenario es muy diferente.

Por desgracia, la mayor parte de los estudios publicados últimamente parecen tender en esta segunda dirección. Es posible que los exoplanetas, en la zona habitable, en torno a enanas rojas no tengan las condiciones necesarias para ser habitables. Ahora, los investigadores Manasvi Lingam y Abraham Loeb han publicado un estudio en el que plantean un panorama negativo. Los planetas en torno a enanas rojas podrían no recibir la radiación necesaria para que haya fotosíntesis.

La vida en la Tierra emergió hace entre 3 700 y 4 100 millones de años (durante el final del eón Hádico o a principios del eón Arcaico. En aquel momento, la atmósfera del planeta habría sido tóxica para la vida que existe en la actualizada. Hace entre 2 900 y 3 000 millones de años, aparecieron las primeras bacterias capaces de realizar la fotosíntesis. Su llegada permitió que la atmósfera se enriqueciese progresivamente con oxígeno.

La Gran Oxidación y otras formas de fotosíntesis

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Impresión artística de exoplanetas alrededor de una enana roja.
Crédito: NASA/JPL

Hace 2 300 millones de años, la Tierra experimentó algo que conocemos como la Gran Oxidación. En aquel momento, los organismos fotosintéticos transformaron la atmósfera. Pasó de estar compuesta principalmente por dióxido de carbono y metano a estarlo por nitrógeno y oxígeno. En una proporción de 78% y 21% respectivamente (junto a cantidades menores de otros gases). Se cree que hubo formas de fotosíntesis anteriores a la aparición de la fotosíntesis de clorofila.

Es el caso de la fotosíntesis retinal, que apareció hace entre 2 500 y 3 700 millones de años. Todavía existe en la actualidad en algunos lugares muy concreto. En este caso, la transformación se apoya en el retinal (un pigmento morado). Tiene la capacidad de absorber la energía solar en la parte del amarillo y el verde del espectro visible. Es decir, entre las longitudes de onda de 400 y 500 nm. También tenemos la fotosíntesis anoxigénica, que sería anterior a la fotosintésis anoxigénica.

En la fotosíntesis anixogénica, el dióxido de carbono, y dos moléculas de agua, se procesan para crear formaldehído, agua y oxígeno. Pero un factor importante es entender cómo aparecieron los diferentes tipos de fotosíntesis. Es algo que ayuda a entender cómo apareció la vida en la Tierra. La fotosíntesis es una pieza fundamental en la vida de la Tierra. Proporciona el oxígeno necesario para la vida tal y como la conocemos en nuestro planeta.

El papel del oxígeno y la energía…

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Recreación de un atardecer en el exoplaneta Gliese 667Cc. La estrella más cercana es la enana roja Gliese 667 C, en la derecha aparecen Gliese 667 A y Gliese 667 B, las tres forman parte de un sistema solar triple.
Crédito: ESO/L. Calçada

Como cuenta Abraham Loeb, la aparición de la fotosíntesis tuvo lugar bastante pronto en la evolución de la Tierra. Con este estudio, se busca entender el papel que desempeñó la fotosíntesis en nuestro planeta. No solo para entender cómo apareció la vida aquí. También para ayudarnos a descubrir si la vida podría aparecer en otros planetas y, más específicamente, bajo qué condiciones podría tener lugar.

Los investigadores tenían una pregunta muy concreta en mente. ¿Las plantas en exoplanetas, en la zona habitable de las enanas rojas, podrían llegar a aparecer? Es decir, ¿es posible que la fotosíntesis tenga lugar en los planetas en torno a estrellas de poca masa? Para ello, los investigadores han calculado la cantidad de luz ultravioleta que llegaría a la superficie de esos planetas. Lo han determinado en función de la masa de la estrella en torno a la que orbitan.

A fin de cuentas, las enanas rojas son más frías y producen menos fotones ultravioletas en su radiación. Para llevar a cabo su estimación, los investigadores han tenido en cuenta diferentes aspectos. Se han centrado en planetas que sean similares a la Tierra. Es decir, con un radio, masa, composición, temperatura y albedo (cantidad de luz que refleja la superficie) similar. Del mismo modo, también han tenido que suponer cuál es la efectividad de la fotosíntesis

Un campo con muchas incógnitas

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Concepto artístico de una enana roja con un exoplaneta.
Crédito: NASA, ESA, y G. Bacon (STScI)

No está muy claro cuál es el límite de la fotosíntesis en torno a otras estrellas. Así que han utilizado límites similares a los de la Tierra. Es decir, fotosíntesis en una longitud de onda entre 400 y 750 nm. Con todo esto, Lingam y Loeb deducen que las enanas rojas con poca masa no serían capaces de alcanzar la radiación ultravioleta mínima necesaria para poder sostener una biosfera como la que podemos encontrar en la Tierra.

¿Qué quiere decir esto? No es solo que las plantas en exoplanetas, en estos casos, no puedan existir. Si no que, lógicamente, sería difícil encontrar vida similar a la de la Tierra. En el caso de los mundos como Próxima b o los de TRAPPIST-1 no tendrían una biosfera como la de nuestro planeta. Eso, claro, suponiendo que tuviesen algún tipo de vida. No solo eso, van un paso más allá y predicen que es poco probable que, en estos casos, se encuentren señales de abundancia de oxígeno y ozono.

Al menos, no en cantidades importantes. Si se detecta oxígeno, según Loeb, su origen sería, con toda probabilidad, no biológico. Las plantas en exoplanetas, ya sea en torno a enanas rojas u otro tipo de estrellas, son necesarias. Si este estudio estuviese en lo cierto, sería una mala noticia. Pero, por otro lado, como cualquier estudio, tiene sus propios límites. El más importante, es, precisamente, los límites teóricos de la fotosíntesis en torno a otras estrellas.

Es necesario seguir aumentando nuestro conocimiento

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Concepto artístico del exoplaneta GJ 1132b, que orbita alrededor de la estrella GJ 1132.
Crédito: MPIA

Al ser valores que no se conocen demasiado bien, hay un margen de error. Para reducirlo, y saber si podría haber plantas en exoplanetas, en torno a enanas rojas, será necesario conocer mejor las condiciones planetarias. Así como la radiación emitida por las enanas rojas. Hasta entonces, los científicos necesitarán utilizar datos aproximados a partir de nuestro propio planeta. A eso también tenemos que sumarle la propia estabilidad de las estrellas.

Hay que recordar que las enanas rojas son variables e inestables.Pueden emitir llamaradas muy violentas. Aunque, basándose en otros estudios, los investigadores creen que podría ser una noticia tanto positiva como negativa para la biosfera. Es decir, esas llamaradas podrían proporcionar la radiación ultravioleta necesaria para que aparezca la vida. Aunque, por otro lado, también podría tener consecuencias nefastas para la atmósfera del planeta.

Por lo que la posibilidad de que haya plantas en exoplanetas, en la zona habitable de las enanas rojas, no está completamente cerrada. En cualquier caso, las conclusiones del estudio no parecen demasiado alentadoras. Es otro estudio que se suma a una lista, cada vez más larga, de puntos negativos para que las enanas rojas puedan tener planetas habitables a su alrededor. No es determinante, pero cada vez hay más argumentos en contra.

La cuestión de la habitabilidad

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En este concepto artístico, los rayos X y la luz ultravioleta extrema de una joven enana roja provocan que los iones se escapen de la atmósfera.
Crédito: NASA Goddard/Conceptual Image Lab, Michael Lentz, animator/Genna Duberstein, producer.

Si el estudio está en lo cierto, las implicaciones para la búsqueda de vida extraterrestre sería enorme. Las plantas en exoplanetas son necesarias. Porque el oxígeno que producen por medio de la fotosíntesis es un requisito necesario para la vida compleja. También es una pieza necesaria para que aparezca una civilización tecnológica. A fin de cuentas, nosotros dependemos del oxígeno para poder sobrevivir.

De momento, la búsqueda de vida extraterrestre sigue adelante. El estudio no es concluyente. Así que no debemos tomarlo como un descarte de que pueda haber vida en los planetas en torno a las enanas rojas. Hace falta entender mejor cuáles son las condiciones de esos exoplanetas. Así como mejores modelos. De momento, los modelos teóricos que se desarrollan están limitados por el conocimiento que tenemos de nuestro propio planeta.

A medida que adquiramos más información sobre otros exoplanetas, será más sencillo entender si son habitables o no. Pero, de momento, no sabemos qué es exactamente lo que estamos buscando en otros lugares. Solo sabemos lo que funciona aquí, en la Tierra, y eso nos limita. Veremos qué nos depara en 2019 este campo de la astrobiología. Con un poco de suerte, habrá más estudios que nos hagan pensar que las enanas rojas podrían ser hospitalarias. Quizá incluso sin que haya plantas en exoplanetas…

El estudio es M. Lingam, A. Loeb; «Photosynthesis on habitable planets around low-mass stars». Será publicado en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Ya puede consultarse en arXiv.

Referencias: Universe Today