¿Qué puede enseñarnos nuestro planeta sobre la búsqueda de vida en otros mundos?

El origen de nuestro planeta parece un tema zanjado, sin embargo conocer este inicio con una mayor profundidad puede ser esencial en la búsqueda de mundos habitables, según un nuevo estudio cuyo enfoque científico se basa en esta premisa. Los continentes son críticos para la vida, es por eso que su advertir las particularidades de su presencia puede reducir las ubicaciones probables de los planetas rocosos y puede hacer que la búsqueda de mundos habitables sea más efectiva.

Es que una hipótesis de los científicos es que la biosfera de la Tierra pudo aumentar a medida que surgieron los continentes. En el planeta, es probable que los continentes sean necesarios para sustentar la vida. Flotan sobre el manto viscoso de la Tierra, y el calor del núcleo del planeta evita que aquél se solidifique y bloquee los continentes en su lugar.

El núcleo está caliente debido a la presencia de elementos radiactivos que proceden de las colisiones de estrellas de neutrones. Según los especialistas, debería ser posible calcular cuándo se formaron los primeros continentes en el universo.

Esa es la pregunta que hizo Jane Greaves, profesora de astronomía en la Facultad de Física y Astronomía de la Universidad de Cardiff en Gales. Su trabajo se centra en la formación y habitabilidad de los planetas. Su nueva investigación acaba de ser publicada en Research Notes de la AAS.

El estudio de Greaves tiene como objetivo hacer más eficaz la búsqueda de mundos habitables. Si los continentes y las placas tectónicas que los permiten son críticos para la vida, entonces reducir las ubicaciones probables de los planetas rocosos puede hacer que la búsqueda de mundos habitables sea más efectiva.

Es posible que la tectónica de placas no sea del todo necesaria para la vida. Pero desempeñan un papel importante al moderar la temperatura de la Tierra. Permiten que el calor salga del núcleo, y mucha temperatura allí inhibiría la magnetosfera protectora del planeta. Sin embargo, algunas investigaciones muestran que las placas tectónicas no estaban muy activas hace miles de millones de años, cuando apareció la vida por primera vez. Por lo tanto, puede que no sean necesarias para que comience la vida, pero para que persista y evolucione hacia criaturas más complejas como los humanos, probablemente sí lo sean.

Por tanto, la búsqueda de vida y planetas habitables debería orientarse hacia aquellos rocosos con placas tectónicas. “Lo que realmente queremos encontrar son planetas con continentes -explica la especialista-. Porque pueden sustentar más biomasa durante períodos más largos que los planetas que no los tienen, y la tectónica de placas crea continentes”.

Superficies clave

Reaves encontró una manera de rastrear qué planetas podrían tener continentes, buscando cuáles podrían contar con placas tectónicas. Mucho se reduce al calor. Si el núcleo de un planeta rocoso produce suficiente calor, entonces es probable que haya placas tectónicas activas.

El núcleo de la Tierra contiene los isótopos radiactivos 238 de uranio, 232 de torio y 40 de potasio. En escalas de tiempo geológicas, estos elementos se descomponen en otros y producen calor. No aparecen por casualidad. Se forman en estrellas de neutrones y en explosiones de supernovas.

Hay una enorme cantidad de detalles en todo esto y un solo estudio no puede recopilarlo todo. El trabajo de Greaves es un intento de visión más amplia para comprenderlo. “Presento un método exploratorio para planetas hipotéticos de estrellas similares a la Tierra cuyas abundancias fotosféricas permiten alguna inferencia de calentamiento radiogénico planetario”, sugiere.

En ello influye el vínculo entre las estrellas y los planetas que se forman a su alrededor. Lo hacen a partir de la nebulosa solar, el mismo material del que se forma una estrella. Así, la abundancia de diferentes elementos químicos en una estrella se refleja en los planetas a su alrededor.

Greaves tomó datos de estudios previos sobre abundancias estelares de diferentes elementos y luego los combinó con las edades de las estrellas de Gaia. Observó dos poblaciones separadas de estrellas para mayor precisión: estrellas de disco delgado y de disco grueso. Las primeras suelen ser más jóvenes y tienen mayor metalicidad, mientras que las segundas son más viejas y pobres en metales.

Sus resultados muestran que la aparición de los continentes en la Tierra representa el valor medio.

La tectónica de placas de la Tierra comenzó hace unos 3.000 millones de años, o unos 9.500 millones de años desde el comienzo del universo. En la muestra de Greaves, los primeros continentes aparecieron 2 mil millones de años antes que la Tierra en estrellas de disco delgado. Las gruesas estrellas de disco de su trabajo produjeron planetas rocosos con continentes que aparecieron incluso antes: entre 4 y 5 mil millones de años antes que la Tierra.

También descubrió que en la mayoría de los planetas los continentes se forman más lentamente que en la Tierra. Necesitan la cantidad adecuada de calor para formar continentes y demasiado calor es adverso.

Greaves también encontró una correlación entre los continentes y la relación Fe/H en las estrellas. “Hay una tendencia general frente al contenido de hierro estelar, con continentes que aparecen antes con niveles más bajos de [Fe/H]”, indica.

Las estrellas con menor metalicidad que nuestro sol podrían ser un buen lugar para buscar exoplanetas habitables con continentes, según la especialista. “Los sistemas con metalicidad subsolar parecen especialmente interesantes”, sostiene. En su muestra, todos esos planetas formaron continentes más rápidamente que la Tierra, por lo que es más probable que haya vida avanzada allí. Quizás incluso más que la nuestra.

Las estrellas de disco grueso también son intrigantes, ya que claramente desarrollaron continentes rápidamente. “Los ejemplos de sistemas de discos gruesos están especialmente adelantados y merecen una mayor investigación -afirma-, pero de todas las estrellas que conocemos que tienen exoplanetas, sólo el 7% son de discos gruesos”.

Faltan años para el lanzamiento del próximo Observatorio de Mundos Habitables, y hay tiempo para que la comunidad científica determine sus criterios de búsqueda y cuáles sean los mejores objetivos. “Tiene sólo 46 estrellas FGK en su lista de objetivos de primer nivel -indica-. Pero 15 de ellos están en mis resultados. Si mi trabajo es correcto podría haber dos sistemas en esta muestra con biosferas más avanzadas que aquí en la Tierra”.

Greaves concluye que las perspectivas para encontrar planetas habitables con continentes longevos son buenas. “Parecen muy prometedoras para encontrar exoplanetas rocosos con continentes, dado que las estrellas cercanas similares al Sol ya han producido algunos candidatos a hospedadores -afirma-. No podemos decir con certeza dónde encontraremos vida o en qué entornos geofísicos. Lo único que podemos hacer es tomar nota de la Tierra, seguir construyendo telescopios más potentes y tener paciencia”, concluyó.