Resolviendo la paradoja del Sol joven y débil

Un nuevo estudio puede darnos la respuesta a una de las paradojas más llamativas del pasado de nuestro planeta. Casi desde su formación, la Tierra ha tenido agua líquida en su superficie a pesar de que el Sol no emitía tanta energía (y por tanto calor) como en la actualidad, lo que llevaría a pensarnos que, en su lugar, ese agua debería estar congelada. ¿Cómo podemos explicar que no fuese así?

La paradoja del Sol joven y débil

Es posible que en el pasado la Tierra tuviese un aspecto similar a este.  Crédito: www.pik-postdam.de

Es posible que en el pasado la Tierra tuviese un aspecto similar a este.
Crédito: www.pik-postdam.de

Desde la formación de la Tierra, y el enfriamiento y solidificación de su superficie, sólo pasaron 700 millones de años hasta que comenzó a aparecer la vida en esta pequeña canica azul. Todos los estudios sugieren que la vida necesita agua (algo que hemos comentado en muchas ocasiones aquí, especialmente al hablar de satélites como Europa) y sabemos, gracias a las rocas que podemos encontrar en nuestro planeta, que el clima ya en aquel pasado tan distante era lo suficientemente cálido para permitir la presencia de agua.

En aquella época, nuestro joven Sol sólo emitía alrededor del 70% de la energía que emite hoy en día, haciendo muy poco probable que hubiese sido capaz de calentar la Tierra lo suficiente como para permitir que la presencia de agua líquida. Es lo que conocemos como la paradoja del Sol joven y débil. Ahora, una nueva investigación, publicada en Nature Geoscience, sugiere que nuestra estrella debía ser mucho más activa de lo que creíamos hasta el momento. Este estudio tiene implicaciones importantes en las teorías sobre la producción de las moléculas simples necesarias para la vida, en la Tierra y en otros lugares.

Esta paradoja ha sido un asunto de debate durante más de 40 años, y se han propuesto diferentes soluciones para darle respuesta, pero todas requieren cantidades enormes de gases de efecto invernadero en aquella atmósfera joven. Sin embargo, esa hipótesis no encaja con lo que hemos observado en el registro geológico. Por ejemplo, la cantidad de dióxido de carbono necesario para aumentar la temperatura en superficie es superior a la que hubo en aquella época, al menos por lo que hemos podido observar en el registro fósil. En cualquier caso, suponiendo que esos gases estuviesen presentes, algunos investigadores han creado diferentes modelos por ordenador que describirían cómo pudo influir la química atmosférica para ayudar a la aparición de la vida.

Buscando una fuente de calor

Llamarada solar del 31 de agosto de 2012. Crédito: NASA

Llamarada solar del 31 de agosto de 2012.
Crédito: NASA

Este nuevo estudio ha optado por utilizar una perspectiva diferente, cambiando la hipótesis inicial sobre la actividad del Sol. Normalmente se asume que el comportamiento del Sol debía ser bastante similar al que podemos ver hoy en día, con la única salvedad siendo que emitía una cantidad de energía más baja. Pero, con la ayuda de los datos de la misión de búsqueda de exoplanetas del telescopio Kepler, que también ha estado registrando la actividad de diferentes tipos de estrellas, han llegado a la conclusión de que seguramente no fue así.

De hecho, la cantidad y frecuencia de llamaradas solares emitidas por estrellas jóvenes, de tipos similares al Sol, indican que la nuestra debió ser mucho más activa poco después de su formación. Aunque emitiría sólo el 70% de la energía que en la actualidad, aquel Sol joven habría emitido llamaradas solares, o eyecciones de masa coronal, violentas y muy frecuentes. Durante estos eventos, existe la posibilidad de que las partículas de energía emitidas atraviesen el campo magnético que protege La Tierra.

En los último 30 años sólo tenemos constancia de un suceso así (que provocó un apagón en la provincia de Quebec, en Canadá), pero los investigadores han calculado que, durante su juventud, el Sol debía producir al menos una eyección de masa coronal al día en dirección de nuestro planeta. Es decir, la cantidad de energía que alcanzaba la atmósfera sería suficiente para alimentar diferentes reacciones químicas.

La receta de la vida

Concepto artístico de una enana roja rodeada por tres planetas. Crédito: NASA/JPL-Caltech

Concepto artístico de una enana roja rodeada por tres planetas.
Crédito: NASA/JPL-Caltech

Creemos que, igual que en la actualidad, la atmósfera estaba dominada por nitrógeno. El aumento de partículas energéticas del Sol separaría la molécula en dos átomos de nitrógeno muy reactivos. Una vez liberados, reaccionarían con casi cualquier molécula de las que creemos que podía haber en aquella joven atmósfera, incluyendo monóxido y dióxido de carbono, agua, metano, amoniaco y otros elementos.

Los productos finales de estas reacciones son ácido cianhídrico y óxido nitroso. Este último, que es el que conocemos popularmente como el gas de la risa, es un potente gas de efecto invernadero, importante para permitir que exista agua líquida. El ácido cianhídrico, por su parte, es una molécula precursora clave para la formación de aminoácidos. De esta manera, el estudio da respuesta a cóm omantener la temperatura de la superficie de nuestro planeta, y a la producción de materia prima muy importante para la vida.

Si están en lo cierto, tendremos la respuesta a dos problemas del tirón, con el añadido de ser algo que podemos aplicar en los exoplanetas que estamos descubriendo con la ayuda del telescopio espacial Kepler.

Referencias: The Conversation

Alex Riveiro

Amante de la astronomía. Hablo de todo lo relacionado con el universo y sus conceptos de una manera amena y sencilla. Desde los púlsares hasta la historia de la astronomía en Al-Andalus.

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1 respuesta

  1. ofrancho@gmail.com dice:

    por lo que yo entiendo nos falta otro salto cxuantico para desplazarnos a velocidad luz.aunque hace 100 años a penas empezamos a volar y hasta el dia de hoy ya hemos pisado la luna.
    el desarollo tecnologico cada vez es mas rapido.
    hace 100 años le decias a cualqiera que en 55 años pisariamos la luna y te tacharian de loco.
    si podemos decir que quizaz en 200 a 500 años viajaremos a velocidad luz que es muy lento para viajar en el espacio,o quizas en 250 años tendremos un motor warp,qien sabe????

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