Cuando se trata de la búsqueda de vida extraterrestre, Los científicos tienden a ser un poco geocéntricos, es decir, buscan planetas que se parezcan al nuestro. Esto es comprensible ya que la Tierra es el único planeta que conocemos que sustenta la vida. Como resultado, aquellos que buscan vida extraterrestre han estado buscando planetas que sean de naturaleza terrestre (rocosa), orbitan dentro de sus estrellas zonas habitables, y tener suficiente agua en sus superficies.

En el curso del descubrimiento de varios miles de exoplanetas, Los científicos han descubierto que muchos pueden ser, de hecho, "mundos acuáticos" (planetas en los que hasta el 50% de su masa es agua). Esto naturalmente plantea algunas preguntas, como cuanta agua es demasiada, y demasiada tierra también podría ser un problema? Para abordar estos, un par de investigadores del Centro Smithsonian de Astrofísica de Harvard (CfA) llevaron a cabo un estudio para determinar cómo la proporción entre el agua y las masas de tierra puede contribuir a la vida.

El estudio - "Dependencia de la actividad biológica en la fracción de agua superficial de los planetas", que se está revisando para su publicación con The Astronomical Journal - fue escrito por Manasvi Lingam, becario postdoctoral del Instituto de Teoría y Computación (ITC) de CfA, y Abraham Loeb, director del ITC y la Cátedra de Ciencias Frank B. Baird Jr. en la Universidad de Harvard.

Empezar, Lingam y Loeb abordan la cuestión del principio antrópico, que ha jugado un papel importante en la astronomía y la investigación de exoplanetas. En breve, este principio establece que si las condiciones en la Tierra son adecuadas para adaptarse a la vida, entonces debe existir para crear vida. Extendido a todo el universo, este principio sostiene que las leyes de la física existen para dar origen a la vida.

Otra forma de verlo es considerar cómo nuestras evaluaciones de la Tierra caen en lo que se conoce como "efectos de selección de observación", donde los resultados se ven afectados directamente por el tipo de método involucrado. En este caso, los efectos surgen del hecho de que nuestra búsqueda de vida más allá de la Tierra y nuestro sistema solar requiere la existencia de un observador adecuadamente posicionado.

En efecto, tendemos a asumir que las condiciones para la vida serán abundantes en el universo porque estamos familiarizados con ellas. Estas condicionan la presencia tanto de agua líquida como de masas de tierra, que fueron esenciales para el surgimiento de la vida tal como la conocemos. Como explicó Lingam a universe Today por correo electrónico, esta es una de las formas en que surge el principio antrópico cuando se buscan planetas potencialmente habitables:

"El hecho de que las fracciones de tierra y agua de la Tierra sean comparables es indicativo de efectos de selección antrópica, es decir, la aparición de humanos (o de observadores conscientes análogos) puede haber sido facilitada por una mezcla adecuada de tierra y agua ".

Sin embargo, al abordar las muchas supertierras que se han descubierto en otros sistemas estelares, Los análisis estadísticos de su densidad media han demostrado que la mayoría tienen altas fracciones de volátiles. Un buen ejemplo de esto es el sistema TRAPPIST-1, donde el modelado teórico de sus siete planetas del tamaño de la Tierra ha indicado que podrían contener hasta un 40-50% de agua en peso.

Estos "mundos acuáticos" tendrían, por tanto, océanos muy profundos y sin masas terrestres de las que hablar, lo que podría tener consecuencias drásticas para el surgimiento de la vida. Al mismo tiempo, Los planetas que tienen poca o nada de agua en su superficie no se consideran buenos candidatos para la vida. dado que el agua es esencial para la vida tal como la conocemos.

"Demasiada masa terrestre es un problema, ya que restringe la cantidad de agua superficial, haciendo así la mayoría de los continentes muy áridos, ", dijo Lingam." Los ecosistemas áridos se caracterizan típicamente por bajas tasas de producción de biomasa en la Tierra. En lugar de, si se considera el escenario opuesto (es decir, principalmente océanos), uno encuentra un problema potencial con la disponibilidad de fósforo, que es uno de los elementos esenciales para la vida como la conocemos. Por eso, esto podría resultar en un cuello de botella en la cantidad de biomasa ".

Para abordar estas posibilidades, Lingam y Leob analizaron cómo los planetas con demasiada agua o masa terrestre podrían afectar el desarrollo de biosferas de exoplanetas. Como explicó Lingam:

"Desarrollamos un modelo simple para estimar qué fracción de la tierra será árida (es decir, desiertos) y relativamente inhabitable. Para el escenario con biosferas dominadas por el agua, la disponibilidad de fósforo se convierte en el factor limitante. Aquí, utilizamos un modelo desarrollado en uno de nuestros artículos anteriores que tiene en cuenta las fuentes y sumideros de fósforo. Combinamos estos dos casos, utilizó datos de la Tierra como punto de referencia, y así determinó cómo las propiedades de una biosfera genérica dependerían de la cantidad de tierra y agua ".

Lo que encontraron fue que un cuidadoso equilibrio entre las masas terrestres y los océanos (muy parecido a lo que tenemos aquí en la Tierra) es crucial para el surgimiento de biosferas complejas. Combinado con simulaciones numéricas de otros investigadores, El estudio de Lingam y Loeb indica que los planetas como la Tierra, con su proporción de océanos a masa terrestre (aproximadamente 30:70), son probablemente bastante raros. Como resumió Lingam:

"Por lo tanto, la conclusión básica es que el equilibrio de las fracciones de tierra y agua no se puede inclinar demasiado de una forma u otra. Nuestro trabajo también muestra que importantes eventos evolutivos, como el aumento de los niveles de oxígeno y la aparición de especies tecnológicas, puede verse afectado por la fracción tierra-agua, y que el valor óptimo podría estar cerca del de la Tierra ".

Durante algún tiempo, Los astrónomos han estado buscando exoplanetas donde prevalecen condiciones similares a las de la Tierra. Esto se conoce como el enfoque de "fruta madura", donde intentamos encontrar vida buscando biofirmas que asociamos con la vida tal como la conocemos. Pero según este último estudio, encontrar esos lugares podría ser como buscar diamantes en bruto.

Las conclusiones del estudio también podrían tener implicaciones significativas cuando se trata de la búsqueda de inteligencia extraterrestre. lo que indica que también es bastante poco común. Afortunadamente, Lingam y Loeb admiten que no se sabe lo suficiente sobre los exoplanetas y sus proporciones de agua a masa terrestre para decir algo de manera concluyente.

"No es posible, sin embargo, para predecir cómo esto afecta a SETI de manera definitiva, ", Dijo Lingam." Esto se debe a que todavía no tenemos las limitaciones de observación adecuadas en las fracciones de tierra y agua de los exoplanetas, y todavía hay muchas incógnitas en nuestro conocimiento actual de cómo evolucionaron las especies tecnológicas (capaces de participar en SETI) ".

En el final, debemos ser pacientes y esperar a que los astrónomos aprendan más sobre los planetas extrasolares y sus respectivos entornos. Esto será posible en los próximos años gracias a los telescopios de última generación. Estos incluyen telescopios terrestres como el Extremely Large Telescope (ELT) de ESO y telescopios espaciales como el James Webb Space Telescope (JWST), que están programados para comenzar a operar en 2024 y 2021. respectivamente.

Con mejoras en la tecnología y miles de exoplanetas ahora disponibles para su estudio, los astrónomos han comenzado a pasar del proceso de descubrimiento a la caracterización. En los próximos años, lo que aprendamos sobre las atmósferas de exoplanetas contribuirá en gran medida a probar o refutar nuestros modelos teóricos, esperanzas y expectativas. Tiempo dado, finalmente podemos determinar cuán abundante es la vida en nuestro universo, y qué formas puede tomar.