Con miles de millones de estrellas en nuestra galaxia y miles de millones de galaxias más en el gigantesco universo, la tarea de encontrar exoplanetas que puedan albergar vida podría parecer insuperable.
Según un estudio publicado en la revista Nature Communications el 18 de abril, las estrellas con niveles más altos de elementos pesados, incluidos los metales, pueden ser menos favorables a la evolución de la vida.
El estudio, dirigido por Anna Shapiro, del Max Planck Institute for Solar System Research (Alemania), investigó la cantidad de radiación ultravioleta emitida por estrellas de distinta “metalicidad” (niveles de elementos más pesados, como los metales) para determinar qué tipo de estrella podría ser más idónea para la vida. Descubrieron que la metalicidad de una estrella está relacionada con la capacidad de un planeta para formar una capa protectora contra la luz ultravioleta (UV).
Shapiro dijo en una declaración:
“Queríamos entender qué propiedades debe tener una estrella para que sus planetas formen una capa protectora de ozono”.
El ozono, u O3, es una sustancia química capaz de absorber la luz ultravioleta. En nuestra propia atmósfera, la capa de ozono es crucial para absorber gran parte de la radiación dañina del Sol, razón por la que el agujero de ozono es tan preocupante. El O3 absorbe la energía de la luz UV-B de longitud de onda más larga, dividiéndose en iones O2 y O solitario. El oxígeno O2 también absorbe algo de UV, dividiéndose en dos iones O tras interactuar principalmente con UV-C de longitud de onda más corta.
Sin embargo, para que se forme una capa de ozono en una atmósfera oxigenada, se necesita suficiente luz UV potente para crear los iones O que finalmente se combinarán para formar O3. Esencialmente, una capa de ozono se forma cuando una estrella libera un cierto nivel de luz UV, que a su vez protege la superficie del planeta de más luz UV.
Los científicos descubrieron que, mientras que las estrellas más ricas en elementos pesados como los metales producían menos luz ultravioleta, las que eran pobres en metales permitían la formación de una capa de ozono y, por tanto, eran más idóneas para la formación de vida, debido a que llegaba menos luz ultravioleta a la superficie del planeta.
Los autores del artículo escriben:
“Así pues, la superficie de los planetas que orbitan alrededor de estrellas ricas en metales está expuesta a una radiación UV más intensa que la de los planetas que orbitan alrededor de estrellas pobres en metales”.
Luz ultravioleta, una mala noticia para la vida
La luz ultravioleta es una mala noticia para la vida, ya que ioniza las moléculas. Si esas moléculas son ADN u otro código genético, los átomos ionizados pueden provocar mutaciones en los genes, lo que puede dar lugar a cánceres en organismos multicelulares como los humanos, o simplemente matar a un organismo unicelular.
Los autores de la investigación escriben:
“Por lo tanto, los planetas en las zonas habitables de estrellas con baja metalicidad son los mejores objetivos para buscar vida compleja en la Tierra.
Para los tipos estelares considerados, la metalicidad tiene un mayor impacto en la UV superficial que la temperatura estelar. Se ha descubierto que la capacidad de oxidación atmosférica (limpieza) es estable y compatible con la vida, casi independiente de la metalicidad estelar a una fracción de volumen de oxígeno superior al 1 por ciento.”
Por tanto, es mucho más probable que un exoplaneta sea habitable para la vida si se encuentra en la zona Ricitos de Oro de su estrella -orbitando a una distancia en la que la temperatura permite la existencia de agua líquida- y si su estrella anfitriona tiene un nivel más bajo de elementos metálicos más pesados, lo que permite la formación de una capa protectora de ozono.
Estrellas más jóvenes, menos probabilidad de vida
El artículo también sugiere la extraña conclusión de que las estrellas nacidas más recientemente tienen menos probabilidades de albergar vida en sus planetas.
Shapiro escribe:
“Cada estrella recién formada dispone, por tanto, de más material de construcción rico en metales que sus predecesoras. Las estrellas del universo son más ricas en metales con cada generación”.
Por lo tanto, las estrellas más nuevas tienen elementos más pesados, producen menos luz ultravioleta y, en consecuencia, sus planetas en órbita no pueden desarrollar una capa de ozono adecuada.
Se espera que esta revelación ayude a los investigadores en su búsqueda de vida en otros lugares del universo. Es posible que las estrellas de mayor metalicidad no sean un obstáculo para la vida, pero los resultados de este estudio se verán reforzados por el análisis de las atmósferas de exoplanetas mediante telescopios como el James Webb Space Telescope.
Can the Webb telescope take actual images of planets around other stars? Yes! They just might not look like what you may think. Thread ⬇️ pic.twitter.com/EYybGL5csh
— NASA Webb Telescope (@NASAWebb) March 24, 2023
Néstor Espinoza, astrofísico y astrónomo del Space Telescope Science Institute (STScI) en Baltimore, dijo en un comunicado:
“Con James Webb, se abre la cantidad de colores y regiones, y los colores equivalen al tipo de moléculas que se pueden detectar.
Así que tendríamos todos esos como un pequeño rasgo de agua que podrías ver. Pero ahora con James Webb, se abre todo el inventario químico, [se] puede detectar el agua, se puede llegar a tomar dióxido de carbono, y así sucesivamente. Así que realmente, es un cambio de juego en la precisión, porque el telescopio es tan grande y tan estable.
El hecho de que podamos no sólo explorar esto, sino explorarlo con gran precisión, es algo a lo que no habíamos accedido antes”.
El estudio científico ha sido publicado en la revista Nature Communications.
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