Muchos de estos cuerpos celestes son lo que podríamos llamar “súper-Tierras”, que pueden tener entre dos y 10 veces más masa de nuestro planeta. Sin embargo, hay mucho que no sabemos sobre cómo funciona el interior de estos colosos.

Sin embargo, un reciente estudio publicado en la reconocida revista Science sugiere que las súper-Tierras podrían ser más amigables con la vida que las rocas más pequeñas como nuestro propio planeta. Si ese es el caso, los científicos deberían enfocarse estos mundos más pesados en busca de signos de vida.

La habitabilidad extraterrestre es compleja, pero hay algunos ingredientes básicos que es absolutamente necesario para albergar la vida tal y como la conocemos, como la presencia de agua real y una atmósfera que cubra el planeta. Sin embargo, para mantener estos elementos, el mundo necesita producir un campo magnético que pueda protegerlo de la radiación de su estrella anfitriona. 

La Tierra tiene uno que nos protege constantemente de ser golpeados por peligrosas partículas cargadas del sol. Sin la magnetosfera, la atmósfera de un planeta se desangraría y la superficie se convertiría rápidamente en un páramo yermo.

Una magnetosfera se produce por la agitación del núcleo de un planeta, cuando los metales como el hierro en el núcleo externo líquido se solidifican con el tiempo. Pero el punto de congelación del hierro sube y baja en respuesta a los cambios de presión. Los exoplanetas más grandes que la Tierra experimentan presiones más extremas a medida que se avanza hacia el núcleo.

Debido a que hay mucho que no sabemos sobre cómo funcionan las súper-Tierras, el Dr. Richard Kraus, investigador del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore en California y autor principal del nuevo estudio, indicó que hay una pregunta clave que quería responder: ¿Es posible que el hierro en las “súper-Tierras” se solidifique y produzca con éxito una magnetosfera que funcione?

Para resolver esto, debe simular presiones que están literalmente fuera de este mundo. Solo hay un lugar en la Tierra donde podemos hacer ese tipo de experimentos: la Instalación Nacional de Ignición en Lawrence Livermore, que utiliza láseres ultra calientes para crear temperaturas y presiones inconcebibles.

Para este estudio, el Dr. Kraus y su equipo eliminaron una muestra de material que contenía hierro con 16 láseres para incrementar su calor. Aumentaron la intensidad de estos láseres para subir “lentamente” la presión de la muestra. Al alcanzar la presión deseada, el equipo empleó una forma especializada de rayos X para ver si el hierro en la muestra era líquido o sólido en este estado.

Los investigadores pudieron averiguar cuál era el punto de fusión del hierro a presiones tres veces más altas que las que se encontrarían en el núcleo interno de la Tierra. Lo que aprendieron fue que el metal de hierro en el núcleo externo de los planetas de cuatro a seis veces más masivos que nuestro mundo, se solidificaría mucho más lentamente que uno más pequeño, “lo que significa que las magnetosferas pueden durar períodos de tiempo más largos”.

Y si las magnetosferas duran más, entonces las condiciones de habitabilidad en las supertierras estarían más protegidas y serían más duraderas que las de los planetas más pequeños, como la Tierra. Si estamos tratando de cubrir nuestras opciones sobre qué mundos fuera de nuestro sistema solar tienen más probabilidades de albergar algún tipo de vida extraterrestre, es posible que deseemos comenzar a prestar más atención a las rocas grandes, indicó el Dr. Kraus.

“Las magnetosferas pueden proteger la vida orgánica de la radiación dañina y mantener los climas estables”, el Dr. Youjun Zhang, investigador planetario de la Universidad de Sichuan en China. “Para miles de súper-Tierras confirmadas, si pueden mantener ambientes habitables, no es razonable negar la posible existencia de criaturas alienígenas”.

Aunque ya NASA tiene planes de buscar vida en una Supertierra que está ubicada a sólo 31 años luz de distancia de nosotros.

El mundo llamado GJ 357 d fue la primer supertierra descubierta en 2019 por el Telescopio Espacial TESS, conocido como el cazador de exoplanetas. El cuerpo celeste se encuentra en la zona habitable de su sistema solar, lo que le permitiría mantener agua líquida en la superficie. De hecho, los científicos estiman que recibe la misma cantidad de calor de su Sol, que Marte del nuestro. Por lo que podría poseer una atmósfera para mantener vida.

Por lo que podríamos estar en los umbrales de una nueva era en la búsqueda de vida extraterrestre, la investigación de las incontables supertierras en nuestra propia galaxia.

Two for two: I have successfully processed and stored my second sample of Mars, thus bringing my total to two Martian rock cores in one week.

More images: https://t.co/L6lhCNdqWq

Tune in to watch my team share more this Friday: https://t.co/Q24DiF42q0 pic.twitter.com/57AhLdldcR

— NASA's Perseverance Mars Rover (@NASAPersevere) September 8, 2021

“Parece que nuestras primeras rocas revelan un entorno sostenido potencialmente habitable”, señaló Ken Farley, científico del proyecto de la misión. “Es importante que allí haya habido agua durante mucho tiempo”, subrayó. La ‘Rochette’ es de composición basáltica y puede ser producto de flujos de lava. Además, dentro de las muestras se han descubierto sales que pueden contener “pequeñas burbujas de antigua agua marciana”.

El Perseverance, que busca signos de antigua vida microbiana en Marte, tiene la tarea de recolectar más de dos docenas de muestras de rocas del planeta rojo, que serán llevadas a la Tierra durante una misión conjunta de la NASA y la Agencia Espacial Europea, prevista para la década de 2030. “Estas muestras tienen un gran valor para futuros análisis de laboratorio en la Tierra”, indicó otro científico del programa de la misión, Mitch Schulte. “Algún día, es posible que podamos determinar la secuencia y el momento de las condiciones ambientales que representan los minerales de esta roca. Esto ayudará a responder a la pregunta científica del panorama general sobre la historia y la estabilidad del agua líquida en Marte”, declaró.

Su nombre se debe a la unión de dos palabras en inglés, hidrógeno (‘hydrogen’) y océano (‘ocean’). Según el estudio, los ‘Hycean’ son mucho más numerosos que los planetas similares a la Tierra y en ellos confían encontrar bioseñales de vida en dos o tres años. Estos planetas pueden ser hasta 2,6 veces más grandes que la Tierra y su temperatura atmosférica alcanzar los 200 °C, pero sus condiciones oceánicas podrían ser similares a las que favorecen la vida microbiana en los océanos de la Tierra, reportó RT.

“Los planetas Hycean abren una vía completamente nueva en nuestra búsqueda de vida en otros lugares”, dijo en un comunicado el autor principal del estudio, Nikku Madhusudhan, del ‘Instituto de Astronomía de la Universidad de Cambridge’. El equipo de investigadores también ha identificado una muestra considerable de posibles planetas ‘Hycean’: los candidatos serán estudiados en detalle con el Telescopio Espacial James Webb, cuyo lanzamiento está previsto para finales de este año. Todos ellos orbitan alrededor de estrellas enanas rojas que se encuentran a una distancia de entre 35 y 150 años luz de la Tierra.

Según un comunicado de prensa de la ‘NASA’, en la nueva investigación los científicos se basaron en los datos del Telescopio Kepler, cuya misión es buscar exoplanetas, y de la misión Gaia, que mide la cantidad de energía que emiten, y analizaron los planetas que tienen aproximadamente el mismo tamaño y estructura que la Tierra, donde podría haber agua líquida y que orbitan alrededor de estrellas similares al Sol. A diferencia de las investigaciones anteriores, los especialistas tuvieron en cuenta también la temperatura de la estrella y la cantidad de luz que emite hacia los planetas. Todos estos factores les permitieron llegar a la conclusión de que en la Vía Láctea hay unos 300 millones de planetas susceptibles de albergar vida, los más cercanos de los cuales se encuentran a 30 años luz de la Tierra.

#SETILive: 3:30pm PST / 6:30pm EST / 0030+1 UTC
There are 100 billion planets or more in the Milky Way. How many could be habitable? New analysis of #Kepler data suggests a whole lot. Join @AllPlanets as he discusses the new research with @JeffLCoughlin. https://t.co/3J6KKP3ZoM

— The SETI Institute (@SETIInstitute) November 2, 2020

“Es la primera vez que todas las piezas se reúnen para proporcionar una medida confiable del número de planetas potencialmente habitables en nuestra galaxia. Este es un término clave de la Ecuación de Drake, que se utiliza para estimar el número de civilizaciones transmisibles: estamos un paso más cerca en el largo camino para descubrir si estamos solo en el cosmos”, dijo Jeff Coughlin, investigador de exoplanetas en SETI y director del Departamento de Ciencia de Kepler.

Este descubrimiento brinda cierta exactitud a la famosa Ecuación de Drake, que se basada en siete factores, como la tasa de formación de estrellas, la fracción de estrellas que tienen planetas en su órbita o el lapso durante el cual una civilización inteligente puede existir, entre otros. El problema es que todos estos factores son relativos y ninguno se conoce con exactitud. Como resultado, la fórmula estima el número posible de civilizaciones en nuestra galaxia de uno a cien millones.

“Tenemos que centrarnos en ciertos planetas que tienen las condiciones más prometedoras para una vida compleja. Sin embargo, debemos tener cuidado de no quedarnos atascados buscando una segunda Tierra porque podría haber planetas que fueran más adecuados para la vida que el nuestro”, agregó el geobiólogo, quien trabajó junto con los astrónomos René Heller, del Instituto Max Planck para la Investigación del Sistema Solar (Alemania), y Edward Guinan, de la Universidad de Villanova (EE.UU.), para identificar criterios de superhabitabilidad y buscar entre los 4.500 exoplanetas conocidos más allá de nuestro sistema solar. Los científicos concluyeron que algunos de esos mundos pueden ser más antiguos, un poco más grandes, más cálidos y posiblemente más húmedos que nuestro propio planeta. Y apuntan a que en nuestro planeta la preferencia por el calor y la humedad, por ejemplo, se observa en las selvas tropicales, cuya biodiversidad es mayor que la de las áreas más frías y secas.

Sostienen también que el mejor momento para la vida se da cuando un planeta tiene entre 5.000 y 8.000 millones de años, mientras que la Tierra tiene alrededor de 4.500 millones de años. Además, un planeta un 10 % más grande que la Tierra debería tener más tierra habitable y una gravedad más fuerte para retener una atmósfera durante un período de tiempo más largo. Los investigadores también observaron sistemas con estrellas enanas K, que son más frías, menos masivas y menos luminosas que nuestro Sol, además de tener una vida útil prolongada de entre 20.000 millones y 70.000 millones de años, en comparación con la vida útil de nuestro Sol, que es de menos de 10.000 millones de años.

Entre los 24 planetas identificados, ninguno cumple con todos los potenciales criterios para que un planeta sea superhabitable, pero uno de ellos junta cuatro de esas características cruciales, lo que lo hace posiblemente mucho más cómodo para la vida que la Tierra. “A veces es difícil transmitir este principio de planetas superhabitables porque creemos que tenemos el mejor planeta. Tenemos una gran cantidad de formas de vida complejas y diversas, y muchas que pueden sobrevivir en ambientes extremos. Es bueno tener una vida adaptable, pero eso no significa que tengamos lo mejor”, dijo Schulze-Makuch.

De acuerdo con un reciente estudio de la NASA, el colosal océano de Europa, que podría tener más agua líquida que todos los ríos, lagos y océanos de la Tierra en su conjunto. El científico planetario de la agencia espacial estadounidense, Dr. Mohit Melwani, aseguró que el océano de Europa pudo haber sido habitable, poco tiempo después de su formación al tener dióxido de carbono y algunas sales de sulfato. La disponibilidad de agua líquida es el primer paso para la habitabilidad. Además, el intercambio químico entre el océano y el interior rocoso puede haber sido significativo en el pasado, por lo que la vida de Europa pudo haber utilizado esa energía química para sobrevivir.

De acuerdo con el científico, ciertas bacterias de la Tierra usan dióxido de carbono como energía, por lo que microbios similares podrían haber sobrevivido usando ingredientes disponibles en el océano primitivo de Europa.

Razón por la cual científicos e ingenieros de la NASA ya se encuentran realizando pruebas de un submarino robótico que será enviado a la pequeña luna de Júpiter.

Los investigadores creen que Europa podría tener hasta el doble del agua que los océanos terrestres. Por ello, la agencia espacial estadounidense se encuentra desarrollado el Rover Flotante para la Exploración bajo Hielo, mejor conocido como BRUIE.

Las pruebas se llevan a cabo en la estación de investigación Casey de Australia a lo largo de la costa de la Antártida, donde BRUIE pasó un mes explorando el océano y los lagos interiores del polo. Preparándose para el descubrimiento de vida extraterrestre en la Luna Europa, cuyo océano interior podría haber sido habitable desde hace millones de años.

Los investigadores del Laboratorio de Propulsión a Reacción usaron datos de la misión Galileo de la NASA y el telescopio espacial Hubble para modelar la composición, las propiedades físicas del núcleo, la capa de silicato y el océano de Europa, una de las lunas más grandes del Sistema Solar. Sus cálculos indican que este océano global podría haber sido formado por la descomposición de los minerales que contienen agua debido a las fuerzas de las mareas o la desintegración radiactiva, un fenómeno denominado metamorfismo.

“Encontramos que diferentes minerales pierden agua y son volátiles a diferentes profundidades y temperaturas. Sumamos todos estos elementos que se estima que se han perdido en el interior, y encontramos que son consistentes con la masa predicha del océano actual, lo que significa que probablemente estén presentes en el océano”, explicó el investigador principal, Mohit Melwani Daswani, informó el portal ‘Eurekalert!’.

Los científicos también descubrieron que esa enorme masa de agua líquida pudo haber sido originalmente ligeramente ácida, con altas concentraciones de dióxido de carbono, calcio y sulfato. Sus simulaciones sugieren que el agua probablemente se volvió rica en cloruro, por lo que su composición actual “se parece más a los océanos de la Tierra”, pudiendo ser potencialmente habitable por formas de vida. “Europa es una de nuestras mejores oportunidades de encontrar vida en nuestro sistema solar”, afirmó Melwani, haciendo referencia a la misión Europa Clipper de la NASA, que se lanzará en los próximos años para investigar la habitabilidad de esa luna.

El equipo considera que los resultados podrían también aplicar para otras lunas en el Sistema Solar. “Nuestros modelos nos lleva a pensar que los océanos en otras lunas, como el vecino de Europa, Ganímedes, y la luna Titán de Saturno, también pueden haberse formado por procesos similares. Sin embargo, aún necesitamos entender varios puntos, como la forma en que los fluidos migran a través del interior rocoso de Europa”, añadió el especialista.

Otros expertos dudan de la posible existencia de vida extraterrestre en los mundos fríos con poca energía y sostienen que esta hipótesis debe ser probada en futuras misiones. Europa es ligeramente más pequeña que la Luna de la Tierra, con un diámetro de 3.100 kilómetros. A medida que Europa orbita a Júpiter a unos 780 millones de kilómetros del Sol, la temperatura de la superficie nunca sube por encima de -160 grados centígrados, en tanto que la temperatura de su océano aún se desconoce.

Los científicos aseguran que el planeta rojo podría llegar a tener agua líquida sobre gran parte de la superficie pero por muy poco tiempo. “Descubrimos que la formación de salmueras a partir de algunas sales puede conducir a agua líquida sobre el 40 % de la superficie, pero solo estacionalmente, durante el 2 % del año marciano”, explicó el coautor de la investigación Alejandro Soto.

SwRI scientist modeled Mars climate to understand habitabilityhttps://t.co/dZoR4DRAqS

— Southwest Research Institute (@SwRI) May 11, 2020

Según el comunicado del instituto, debido a las bajas temperaturas de Marte y a las condiciones extremadamente secas, una gota de agua líquida se congelaría, herviría o evaporaría instantáneamente, a menos que la gota tuviera sales disueltas. Soto agregó que estas condiciones “impedirían la vida tal como la conocemos”.

El modelo desarrollado mostró que se pueden formar salmueras estables y persistir en ciertas partes del planeta durante un pequeño periodo del año y hasta seis horas consecutivas, un rango más amplio del que antes se pensaba. Sin embargo, las bajas temperaturas no serían suficientes para mantener la vida. Finalmente, el experto señaló que los resultados del estudio “reducen parte del riesgo de explorar el planeta rojo al tiempo que contribuyen al trabajo futuro sobre posibles de condiciones habitabilidad en Marte”.

Se trata del K2-18b, un planeta rocoso que se encuentra fuera del sistema solar —exoplaneta— que se encuentra a 124 años luz de la Tierra. El radio y la masa del K2-18b son mayores que los de nuestro planeta y orbita su estrella dentro de la zona de habitabilidad, donde las temperaturas podrían permitir la presencia de agua líquida. Ese exoplaneta fue descubierto en 2015, y el año pasado otro grupo de investigadores informó sobre la detección de vapor de agua en su atmósfera. Sin embargo, el tamaño de esa atmósfera y las condiciones en el interior de K2-18b seguían siendo desconocidas.

“Se ha detectado vapor de agua en las atmósferas de una serie de exoplanetas, pero, incluso si el planeta está en la zona de habitabilidad, eso no significa necesariamente que haya condiciones habitables en la superficie”, dijo el doctor Nikku Madhusudhan del ‘Instituto de Astronomía de Cambridge’, quien dirigió la nueva investigación. “Para establecer las perspectivas de habitabilidad, es importante obtener una comprensión unificada de las condiciones interiores y atmosféricas en el planeta, en particular, si el agua líquida puede existir debajo de la atmósfera”, explicó.

Dado el gran tamaño de K2-18b, los científicos de la Universidad de Cambridge sugieren que ese planeta es una pequeña versión de Neptuno, con una ‘envoltura’ de hidrógeno significativa rodeando una capa de agua a alta presión, mientras que su núcleo interno es de roca y hierro. Según los investigadores, si la ‘envoltura’ de hidrógeno fuera bastante gruesa, la temperatura y la presión en la superficie del agua serían demasiado grandes para sustentar la vida. Pero en el caso de K2-18b, su ‘envoltura’ no es demasiado gruesa y la capa superficial de agua podría tener las condiciones adecuadas para soportar la vida.

Además, se ha determinado que la atmósfera de ese exoplaneta es rica en hidrógeno con una cantidad significativa de vapor de agua. Al mismo tiempo, los niveles de otras sustancias químicas como el metano y el amoníaco son más bajos de lo esperado, aunque queda por ver si esos niveles pueden atribuirse a procesos biológicos. Por otro lado, los autores del último estudio han descubierto que la cantidad mínima de hidrógeno en la atmósfera de K2-18b es similar a la de nuestro planeta. En particular, “una serie de escenarios permiten un mundo oceánico, con agua líquida debajo de la atmósfera a presiones y temperaturas similares a las que se encuentran en los océanos de la Tierra”, señala el estudio.

Existen miles de exoplanetas, planetas más allá del sistema solar, pero es muy difícil saber cómo podrían ser las condiciones en esos objetos astronómicos. “Hay muchas estrellas y planetas, lo que significa que existen muchos objetivos”, comentó el autor principal de la investigación Daniel Horton, profesor de dicha universidad. “Nuestro estudio puede ayudar a limitar la cantidad de lugares a los que apuntar los telescopios”, señaló.

Para reducir el número de potenciales objetivos, los autores de este estudio combinaron por primera vez el modelado climático 3D con la fotoquímica y la química atmosférica, para explorar la habitabilidad de los planetas que se encuentran alrededor de las estrellas enanas rojas de tipo M. Estas estrellas son débiles y frías en comparación con el Sol, pero son las más comunes y suponen aproximadamente el 70 % de todas las estrellas de la Vía Láctea.

En sus simulaciones, los autores de la investigación descubrieron que los planetas que orbitan alrededor de estrellas activas– aquellas que emiten mucha radiación ultravioleta– son vulnerables a perder cantidades significativas de agua debido a la vaporización. Mientras que los exoplanetas situados alrededor de estrellas inactivas o silenciosas tienen más probabilidades de mantener agua líquida que sustente la vida.

El equipo también observó que los planetas con capas delgadas de ozono no pueden mantener la vida, pese a que la temperatura en la superficie sea idónea, debido a que penetra gran cantidad de radiación ultravioleta. Los responsables de este trabajo creen que esta información ayudará a los astrónomos en la búsqueda de lugares habitables fuera de la Tierra. El telescopio espacial Hubble de la NASA tiene capacidad para detectar vapor de agua y ozono en exoplanetas, pero necesita saber dónde buscar. “¿Estamos solos? es una de las mayores preguntas sin respuesta”, dijo por su parte Howard Chen, coautor del estudio. “Si podemos predecir qué planetas tienen más probabilidades de albergar vida, entonces estaremos mucho más cerca de responder [ese interrogante] durante nuestras vidas”, agregó.