Conforme se descubren más planetas parecidos a la Tierra a lo largo y ancho de la Vía Láctea, los científicos se preguntan cuáles deben ser las condiciones para que en estos mundos la vida pueda desarrollarse y prosperar.
Un nuevo estudio publicado en la revista Astrophysical Journal sugiere que la presión atmosférica resulta fundamental para determinar que en un planeta haya vida o no, debido a que esta presión es determinante para que el agua se encuentre en estado líquido.
En este sentido, muchos de los trabajos teóricos y de observación que se hacen en astrobiología conciernen con la zona de habitabilidad, que es una región o una “banda” alrededor de una estrella donde el agua se encuentra en un estado intermedio, de equilibrio, que le impide congelarse o bien llegar al punto de ebullición donde la presencia de vida tal y como la conocemos sería imposible.
¿Pero qué es exactamente la presión atmosférica y por qué es determinante, según este nuevo estudio, para que la vida se pueda desarrollar?
En la Tierra, el espacio alrededor de nosotros está lleno de moléculas de aire que, en conjunto, producen un peso sobre nuestro cuerpos. Sin embargo, esta presión no la podemos sentir directamente ya que la atmósfera produce una presión de 1 kilogramo por centímetro cúbico. Afortunadamente la vida en nuestro planeta ha evolucionado para poder funcionar bajo esta presión.
Ahora bien: la presión atmosférica también tiene un impacto sobre el punto de ebullición del agua (que sucede cuando ésta pasa de estado líquido a gaseoso). Y como muchos lo hemos comprobado, cuando cocinamos a grandes altitudes el agua llega su punto de ebullición a una temperatura más baja de los 100º. La razón de esto es que la presión atmosférica es menor a grandes altitudes y mayor a nivel del mar.
Lo anterior también puede ser explicado así: la temperatura es un indicador de la velocidad con la que se mueven las moléculas, por lo que el punto de ebullición ocurre cuando el movimiento molecular es suficientemente rápido para permitir a más moléculas escapar unas de otras, de tal suerte que de forma más rápida éstas se convierten en gas cuando existe menos presión.
En el trabajo publicado por Givoanni Vladilo y sus colegas del Observatorio Astronómico de la Universidad de Trieste en The Astrophysical Journal, se presentan los resultados de una simulación por computadora, se utilizaron 4000, de la composición y el tamaño de nuestro planeta. En el modelo se simula también la presión atmosférica que va de una centésima a seis veces la presión de la Tierra. Los investigadores también hicieron algunas variaciones en las órbitas de los planetas virtuales con respecto a su posición con el Sol.
El resultado del experimento demostró que un exoplaneta que fuera parecido a la Tierra, pero con una presión atmosférica más alta, podría ser considerado habitable aún si se encontrara un 5% más cerca de una estrella como el Sol. Contrariamente: un planeta con menor presión atmosférica que la existente en nuestro planeta tendría que estar 5% veces más alejado de una estrella como la nuestra.
El factor principal detrás de poder expandir la zona de habitabilidad dependiendo de la presión atmosférica es que las altas presiones se traducen en atmósferas más densas. Y las atmósferas con mayor densidad transportan el calor de mejor manera que las atmósferas más delgadas, contribuyendo así al surgimiento del efecto invernadero donde los gases atmosféricos absorben el calor.
Por su parte, los exoplanetas que están más alejados de sus estrellas madre (más de lo que está la Tierra del Sol), recibirán menos luz y una atmósfera de alta presión atrapará y distribuirá mejor el calor que se recibe con mayor intensidad en el ecuador. En este modelo las zonas polares retendrían mejor el calor para hacer que el agua pueda manifestarse en estado líquido. En conclusión: un planeta con alta presión podría permanecer caliente a pesar de que se encuentre lejos de su estrella.
En cuanto a los mundos con una baja presión atmosférica —y volviendo a la analogía que al principio poníamos con la temperatura del agua en ebullición donde ésta puede hervir a temperaturas más bajas al contrario de cuanto está a alta presión— si uno de estos mundos se encontrase mucho más cerca de una estrella que lo que está la Tierra del Sol, entonces el agua permanecería en estado gaseoso y nunca podría estar en estado líquido.
Pero si, en cambio, uno de estos planetas cercanos a su estrella tuviera una atmósfera de alta presión, el agua no podría llegar al estado de ebullición (recordemos que a mayor presión las moléculas se mueven más lento) y, por tanto, el agua sí que podría estar presente en estado líquido a pesar de la cercanía de este planeta con respecto a su estrella y, por tanto, podría ser habitable.
Hay que decir que, por ahora, una zona de habitabilidad que dependa de la presión atmosférica, como se ha planteado, es algo puramente académico, ya que esa presión atmosférica no es una propiedad de los exoplanetas que pueda ser medida con los actuales instrumentos de observación. Pero el investigador principal, Givoanni Vladilo, es optimista al afirmar que dicha presión sí puede ser medida en aquellos planetas llamados “super-Tierras” que, como su nombre lo indica, tienen un tamaño mucho más grande que el nuestro.
“En el momento presente, las observaciones son capaces de determinar solamente algunas propiedades de las atmósferas planetarias, tales como su composición química, sobre todo en planetas que son más grandes que la Tierra. Sin embargo, estoy seguro que los avances tecnológicos nos permitirán caracterizar la atmósfera de estas super-Tierras, las cuales son candidatas para estudiar la habitabilidad planetaria. Si somos capaces de estimar algunos parámetros básicos con observaciones, como el albedo (que es la cantidad de luz que es reflejada por la superficie) y el flujo infrarrojo (que es la cantidad de luz emitida), entonces nuestros modelos serán capaces de obtener una estimación razonable de la presión en la superficie de un planeta”.
Por otro lado, un problema muy importante para la evaluación de las presiones atmosféricas de los exoplanetas, reside en que no se entiende muy bien el hecho de cómo se forman ni cómo es que adquieren sus densidades. Así, por ejemplo, la luna de Saturno, de nombre Titán, tiene una atmósfera muy delgada y, sin embargo, posee una presión 50% más alta que la atmósfera de la Tierra. Lo mismo sucede con otros cuerpos del sistema solar como las lunas de Júpiter Ganímides y Calixto que están cubiertos por una tenue envoltura de gas.
Por su parte, Vladilo y su equipo piensan realiza nuevos seguimientos de otros planetas utilizando su modelo.
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Traducido y editado por Julio García.
Referencia: Daily Galaxy.
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