domingo, 16 de octubre de 2011

Viviendo en la zona peligrosa de la galaxia

Aunque las estrellas cercanas al centro galáctico están expuestas a más radiación, una nueva investigación indica que hay más posibilidades de encontrar planetas habitables allí que en las regiones más exteriores de nuestra galaxia.


Ilustración artística de una supernova esterilizando un mundo alienígena. Crédito: David A Aguilar.

Sabemos con certeza que existe vida en la Vía Láctea: esa vida somos nosotros. Los científicos buscan continuamente comprender más acerca de cómo llegó a aparecer la vida en nuestro planeta y las condiciones que deben cumplirse para su supervivencia, y si estas condiciones pueden repetirse en algún lugar en el Universo. Resulta que buscar en nuestra galaxia completa, en vez de focalizarnos sólo en las propiedades que permiten la vida en nuestro planeta o, de hecho, la habitabilidad de las regiones de nuestro Sistema Solar, es una buena manera para comenzar.

A qué distancia nuestro planeta orbita el Sol, junto con otros factores tales como la composición atmosférica, un ciclo de carbono y la existencia de agua, ha dicho a los astrónomos mucho acerca de las condiciones necesarias no sólo para que se origine la vida, sino también para que sobreviva en mundos rocosos. Esta distancia a una estrella es denominada como, simplemente, la ‘zona habitable’ o algunas veces la ‘zona Ricitos de Oro’, debido a que las condiciones allí no son ni tan calientes ni tan frías para que el agua sea líquida en la superficie del planeta, condiciones para que la vida tal como la conocemos prospere.

La teoría copernicana nos dice que nuestro mundo es un planeta rocoso típico en un sistema planetario típico. Este concepto ha llevado a algunos astrónomos a pensar en grande, más allá de la simplicidad de cualquier sistema planetario y, en su lugar, pensar en escalas mucho mayores. Los astrónomos están estudiando si hay una Zona Habitable Galáctica (GHZ) en nuestra galaxia, una región de la Vía Láctea que sea propicia para la formación de sistemas planetarios con mundos habitables. La GHZ implica que si hay condiciones adecuadas para un planeta alrededor de una estrella, entonces debe de ser lo mismo para el resto de la galaxia.

Este concepto fue introducido por primera vez por el geólogo y paleontólogo Peter Ward y Donald Brownlee, un astrónomo y astrobiólogo, en su libro “Rare Earth”. La idea de una GHZ sirvió como un punto de vista antagónico al principio copernicano. A pesar de que científicos como Carl Sagan y Frank Drake están a favor del principio de mediocridad basado en el modelo copernicano y que apoya la probabilidad de que el Universo alberga otras formas de vida compleja, Ward y Brownlee estaban seguros que la Tierra y las condiciones dentro de nuestra galaxia que han permitido que tal vida evolucione son extremadamente raras. Su respuesta a la famosa paradoja de Fermi –si la vida extraterrestre es común, ¿por qué no es evidente su existencia?- es que la vida alienígena más compleja que microbios no es muy común, ya que se requiere una cantidad de factores, cada uno de baja probabilidad. En resumen, Ward y Brownlee sugirieron que gran parte de la galaxia es inhóspita para la vida compleja. En su opinión, sólo una estrecha franja alrededor de la galaxia es fértil: la Zona Habitable Galáctica.

Desde entonces, muchos astrónomos han explorado la idea de la GHZ. No todos creen que necesariamente apoya la hipótesis de la ‘Tierra rara’ de Ward y Brownlee.

Una evaluación reciente de la GHZ, realizada por Michael Gowanlock del Instituto de Astrobiología de la NASA, y sus colegas de la Universidad de Trent, David Patton y Sabine McConnell, han sugerido que aunque el sector interno de la galaxia Vía Láctea puede ser el más peligroso, es más probable que soporte mundos habitables.

Su artículo, aceptado para ser publicado en la revista Astrobiology, modeló la habitabilidad en la Vía Láctea basándose en tres factores: el ritmo de supernovas, la metalicidad (la abundancia de elementos pesados, utilizados en la formación de planetas) y el tiempo que tarda en evolucionar la vida compleja. 

Descubrieron que aunque la mayor densidad de estrellas en la región interna de la galaxia (a una distancia de 8.100 años-luz del centro galáctico) significa que han explotado más supernovas, con más planetas siendo esterilizados por la radiación proveniente de estas explosiones estelares, las posibilidades de encontrar un planeta habitable fueron 10 veces más altas que en la parte más externa de la galaxia.
Esto contradice estudios anteriores que, por ejemplo, han sugerido que la GHZ es una franja alrededor de la galaxia que se encuentra a distancias entre 22.800 años-luz (7 kilopársecs) y 29.300 años-luz (9 kilopársecs) desde el centro galáctico. Lo destacable es que nuestro Sol orbita la galaxia a una distancia de aproximadamente 26.000 años-luz (8 kilopársecs); lejos de la GHZ propuesta por el equipo de Gowanlock. ¿Por qué la zona habitable galáctica que han propuesto es tan diferente?

“Suponemos que la metalicidad aumenta junto con la formación planetaria”, dice Gowanlock. Los elementos pesados son producidos por estrellas moribundas, y mientras más generaciones de estrellas hayan existido, mayor es la producción de estos elementos (o ‘metales’, como son denominados por los astrónomos). Históricamente, la mayor cantidad de formación estelar ha ocurrido en la región más interna de la Vía Láctea. “El interior de la galaxia es la región más rica en metales, y el exterior es la zona más pobre en metales. Por lo tanto, la cantidad de planetas es más alta en el interior de la galaxia, así como la metalicidad y densidad estelar son más altas en esta región” .

Sin embargo, en la formación estelar se esconde un peligro: las supernovas. El equipo de Gowanlock modeló los efectos de las dos formas más comunes de supernova: las enanas blancas de acreción que producen supernovas de tipo Ia, y las estrellas masivas que colapsan produciendo supernovas de tipo II.

Las mediciones de la abundancia galáctica del isótopo aluminio-26, que es un subproducto común de las supernovas de tipo II, han permitido a los astrónomos determinar que explota una supernova cada 50 años en promedio. Por otro lado, estudios anteriores han indicado que una supernova puede tener un efecto perjudicial sobre cualquier planeta habitable dentro de 30 años-luz.

“En nuestro modelo, asumimos que la capa de ozono es necesaria para el surgimiento de vida compleja”, dice Gowanlock. “Las supernovas pueden reducir el ozono en una atmósfera. Por lo tanto, la supervivencia de vida terrestre compleja está en riesgo cuando una supernova suficientemente cercana reduce una gran fracción del ozono en la atmósfera de un planeta”.

El equipo descubrió que en algún momento de sus vidas, la mayoría de las estrellas en nuestra galaxia serán bañadas por la radiación de una supernova cercana, considerando que aproximadamente el 30% de las estrellas permanecen intactas o sin esterilizar. “La esterilización ocurre en un planeta que se encuentra a aproximadamente [a una distancia de] entre 6,5 a 98 años-luz, dependiendo de la supernova”, dice Gowanlock. “En nuestro modelo, las distancias de esterilización no son iguales, ya que algunas supernovas son más letales que otras”.

Aunque las regiones más externas de la galaxia, con sus estrellas de menor densidad y menos supernovas, son generalmente más seguras, la metalicidad más alta en el interior de la galaxia significa que las probabilidades de encontrar un mundo habitable sin esterilizar son 10 veces mayores, según el modelo de Gowanlock. No obstante, su modelo no establece ninguna región de la galaxia que sea inhabitable, sólo dónde es menos probable encontrar planetas.

Esto explica por qué nuestro Sistema Solar puede residir lejos de la región interna, y también da esperanzas a SETI. El modelo de Gowanlock propone que hay regiones de la galaxia con más probabilidad de albergar vida, y muchas búsquedas SETI ya están apuntando hacia el centro galáctico.

Sin embargo, no todos están a favor del nuevo modelo. Ward y Brownlee señalan que la posición del Sol en la galaxia es mucho más favorable debido a que los planetas que danzan alrededor de las estrellas que están demasiado cerca del centro galáctico es más probable que sufran una órbita perturbada por la gravedad de otra estrella que ha estado vagando demasiado cerca. Otros cuestionan algunas de las suposiciones hechas en la investigación, tales como la exactitud del porcentaje de planetas que son habitables en la galaxia (1,2%), o que los mundos fijados por marea pueden ser habitables.

“Los autores pueden estar haciendo algunas suposiciones que no están muy bien justificadas”, dice el profesor Jim Kasting de la Universidad Estatal de Penn y autor de “How to Find a Habitable Planet”. 

“Parecen estar por delante del resto de nosotros que continuamos reflexionando sobre estas cuestiones”.

Pero otros creen que la investigación es prometedora. “Este es uno de los estudios más completos de la Zona Habitable Galáctica hasta la fecha”, dice Lewis Dartnell, un astrobiólogo de la University College London. “Los resultados son intrigantes. Encontramos que las supernovas de enanas blancas son, como mínimo, cinco veces más letales para la vida compleja en mundos habitables que las supernovas por colapso de núcleo”.

La GHZ no es estática; el artículo de la investigación escrito por el equipo de Gowanlock señala que con el pasar del tiempo la metalicidad de la galaxia comenzará a incrementar hacia la zonas más alejadas del centro galáctico.

“Esto se debe a que las estrellas que se forman más tarde tienen una gran posibilidad de tener planetas terrestres”, dice Gowanlock. Como resultado, tal vez el apogeo de la vida en nuestra galaxia está por venir.

Fuente: Cosmo Noticias - Astrobiology Magazine

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