Las otras tierras: los mundos desérticos y los planetas con atmósfera de hidrógeno

¿Es la Tierra el lugar más favorable para la vida en todo el Universo? Parece una pregunta retórica. "¡Pues claro que lo es! ¿Acaso conocemos otro mundo habitado?", podrían pensar algunos. Y tendrían parte de razón. En todo el Sistema Solar solamente sabemos de un lugar donde la vida haya florecido. Puede que Marte fuese habitable en el pasado y hasta es posible que Europa o Encélado lo sean actualmente, pero la Tierra sigue siendo el referente de habitabilidad por antonomasia gracias a sus enormes extensiones de agua líquida. Sin embargo, en los últimos años hemos descubierto casi un millar de nuevos planetas alrededor de otras estrellas. Un cambio brutal de escenario que nos obliga a replantearnos las reglas del juego de la habitabilidad planetaria. Muchos de estos mundos son totalmente distintos a los planetas del Sistema Solar, ¿hay alguno que presente unas condiciones más favorables para la vida que la Tierra?

¿Y si los planetas más habitables fuesen distintos a la Tierra? (NASA).

Como punto de partida debemos definir qué entendemos por habitabilidad. En este contexto, el concepto de habitabilidad planetaria se reduce simplemente a cualquier planeta que pueda mantener agua líquida en su superficie de forma estable. Ni más ni menos. Es posible que sea una definición muy simple y que deje al margen muchas otras posibilidades -como Europa-, pero es lo que hay. Hay que apostar por lo seguro, aunque debemos recordar que habitable no significa ni mucho menos habitado. En cualquier caso, determinar la extensión de la zona habitable alrededor de una estrella resulta complicado. Según la última definición de zona habitable -de la que ya hablamos por aquí-, un planeta terrestre podría mantener agua líquida siempre y cuando orbitase a una distancia comprendida entre 0, 99 y 1, 70 Unidades Astronómicas (UA). Es decir, entre 148 y 270 millones de kilómetros (por definición, la Tierra está a 1 UA del Sol). Con esta definición en la mano, los planetas como la Tierra podrían ser los lugares más favorables para la vida. Eso sí, teniendo en cuenta que cuando hablamos de planetas 'como la Tierra' nos referimos a su tamaño y a su composición atmosférica. En realidad, la mayoría de estas exotierras no se parecerían mucho a nuestro planeta. Hablamos, claro está, de las 'tierras en forma de ojo' que giran alrededor de las enanas rojas

Pero, ¿y si dejamos a un lado la condición de que un planeta deba ser estrictamente similar a la Tierra para que sea habitable? Entonces las cosas cambian. Y mucho. En un reciente artículo en Science , la famosa científica exoplanetaria Sara Seager explora los limites de la definición de habitabilidad centrándose en las características de los nuevos exoplanetas descubiertos. De acuerdo con Seager, estamos siendo demasiado conservadores. A la hora de calcular la zona habitable sólo tenemos en cuenta una atmósfera de tipo terrestre con nitrógeno, oxígeno, dióxido de carbono y vapor de agua, ¿pero qué pasa si consideramos otros escenarios?

En este caso, la zona habitable podría ser mucho más extensa gracias a dos nuevos tipos de mundos, las tierras desérticas y los planetas con atmósferas de hidrógeno . De los primeros ya hablamos en Eureka hace unos años. El vapor de agua es uno de los gases invernaderos más potentes que existen. Un planeta desértico tendría menos agua líquida en la superficie, pero también poseería menor cantidad de vapor de agua en la atmósfera. Además, siempre que la humedad no fuera inferior al 1% existirían precipitaciones en estos planetas. El resultado es que un planeta de este tipo podría estar situado a menor distancia de su estrella sin miedo a sufrir un efecto invernadero descontrolado que lo convirtiese en un Venus infernal. Como regalo extra, estos mundos aguantarían mejor el aumento de luminosidad de su estrella a medida que envejece (se cree que la presencia de océanos provocará que la Tierra deje de ser habitable dentro de 2500 millones de años). Para minimizar las posibilidades de sufrir un efecto invernadero descontrolado, la mayoría de estas exotierras desérticas serían más pequeñas que la Tierra. Normalmente, un mundo más pequeño lleva aparejada una atmósfera menos densa.

Un planeta desértico podría ser habitable incluso estando a menor distancia de su estrella (www.begann.de).

Si las tierras con atmósferas de hidrógeno suenan como algo muy exótico es porque lo son. El hidrógeno es el elemento más abundante del Universo, pero únicamente domina la composición de los gigantes gaseosos como Júpiter y Saturno. Sin embargo, imaginemos ahora un planeta más o menos rocoso con un alto contenido en volátiles, especialmente agua, rodeado por densa una atmósfera de hidrógeno. No se suele comentar, pero el hidrógeno es también un magnífico gas invernadero. Un planeta con una atmósfera de hidrógeno lo suficientemente densa podría mantener agua líquida en su superficie hasta distancias mucho mayores que el límite exterior de una zona habitable tradicional. De hecho, ¡cabría la posibilidad de garantizar la presencia de agua líquida incluso en mundos que estuviesen a la deriva entre estrellas (los llamados planetas errantes, valga la redundancia). Claro que el hidrógeno es también muy ligero y se escapa fácilmente al espacio, por lo que un planeta con hidrógeno debería ser más grande que nuestro planeta si quiere que su gravedad sea capaz de retener a este dicharachero elemento, pero no mucho más para evitar convertirse en un gigante de hielo o gaseoso.

Si consideramos estos mundos exóticos, la zona habitable de una estrella de tipo solar se extendería entre las 0, 5 y las 10 UA, o sea, entre 75 y 1500 millones de kilómetros. ¡1500 millones de kilómetros! Esa es la distancia a la que se encuentra Saturno. Impresionante. ¿Y cómo sería la vida compleja en estos mundos?¿Podrían surgir seres pluricelulares o estaríamos ante planetas habitados únicamente por microorganismos? No lo sabemos, pero ciertamente sería muy distinta de las formas de vida terrestres. En algunas tierras con hidrógeno la densidad de la atmósfera al nivel del mar sería muy similar a la densidad del agua. Los 'peces' o 'anfibios' de estos mundos podrían volar por la atmósfera sin dificultad, quizás únicamente limitados por la falta de oxígeno. Es posible que en otros mundos la atmósfera sea relativamente opaca -por culpa de las nubes- y las plantas tengan 'alas' para poder elevarse hasta donde brilla el sol. Y en los mundos desérticos, ¿quién dice que no pueda haber gusanos gigantes en la arena? Millones de planetas con millones de posibilidades que solamente ahora empezamos a vislumbrar.

Referencias:

• Sara Seager (mayo 2013). Exoplanet Habitability. Science, 3 May 2013: Vol. 340 no. 6132 pp. 577-581.
• A. Zsom et al. (abril 2013). Towards the Minimum Inner Edge Distance of the Habitable Zone. ArXiV.
• R. Pierrehumber et al. (abril 2011). Hydrogen Greenhouse Planets beyond the Habitable Zone. ArXiV.