Hasta la fecha, los astrónomos4.422 exoplanetasCon 7445 candidatos adicionales en espera de confirmación de 3280 sistemas.De estos, solo una pequeña fracción (165) son de naturaleza terrestre (también llamadas rocas) y son comparables en tamaño a la Tierra (es decir, no son una “súper Tierra”).Y mucho menos orbita dentro de la zona habitable (HZ) de la estrella madre.
Las cosas cambiarán en los próximos años cuando los equipos de próxima generación (como James Webb) podrán observar planetas más pequeños que orbitan más cerca de las estrellas (donde es más probable que haya planetas similares a la Tierra).Pero segúnnueva investigaciónpor investigadores enUniversidad de NápolesYInstituto Nacional Italiano de Astrofísica(INAF), una biosfera similar a la Tierra puede ser muy rara en los exoplanetas.
Un estudio titulado “Eficiencia fotosintética del oxígeno de planetas habitables similares a la Tierra”, se publicó recientemente en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.El equipo, dirigido por Giovanni Covone, profesor de astrofísica en la Universidad de Nápoles, se ha centrado en si se han descubierto suficientes exoplanetas hasta el momento.radiación actínica fotosintética(PAR) permite el desarrollo de biosferas complejas.
Este trabajo se basa en lo que sabemos sobre la evolución de la biosfera de la Tierra, que ha cambiado significativamente con el tiempo.Cuando los científicos sintetizan el registro geológico, los estudios climatológicos y los restos fosilizados, se teoriza que las primeras formas de vida aparecieron en la Tierra hace unos 4 mil millones de años, es decir, solo 500 millones de años después de que se formaran los planetas a partir del disco protoplanetario. Rodea nuestro sol.
Poco tiempo después, aparecieron microorganismos unicelulares que dependen de la fotosíntesis para producir nutrientes y oxígeno molecular (O).2) la luz solar y el dióxido de carbono – componían una porción significativa de la atmósfera de la Tierra en ese momento.En el Paleozoico (hace unos 2.400 a 2.000 millones de años), “gran evento de oxigeno”, El oxígeno molecular comenzó a acumularse lentamente en la atmósfera de la Tierra, lo que permitió el surgimiento de formas de vida más complejas.
Específicamente, los organismos fotosintéticos dependen de la radiación solar en el rango de 400 a 700 nanómetros en el espectro electromagnético para realizar la “fotosíntesis de oxígeno”.luz visible.Esto es de gran interés para los astrobiólogos porque las estrellas similares al Sol (enanas amarillas tipo G) son raras y se estima que hay 4.100 millones (entre el 1% y el 4%) en nuestra galaxia.
La mayoría de las estrellas de nuestro universo son enanas rojas de tipo M de secuencia principal, que representan aproximadamente el 75% de nuestra galaxia.En comparación con las estrellas similares al Sol, las enanas rojas son más frías y menos luminosas, y se sabe que producen cantidades significativas de radiación en la banda ultravioleta con una alta actividad de llamaradas.Además, según el censo actual de exoplanetas rocosos, las enanas rojas se consideran los lugares más probables para encontrar planetas similares a la Tierra.
Para el estudio, Covone y sus colegas investigaron la cantidad de energía recibida por exoplanetas conocidos y si eran suficientes para producir nutrientes y oxígeno molecular.Como resumió el profesor Covone en la Royal Astronomical Societypresione soltar:
“Debido a que las enanas rojas son, con mucho, el tipo de estrella más común en nuestra galaxia, estos resultados indican que las condiciones similares a las de la Tierra en otros planetas pueden ser mucho menos comunes de lo que nos gustaría.Desafortunadamente, el “punto óptimo” para acomodar una biosfera rica como la Tierra no parece ser tan amplio, ya que este estudio impone fuertes restricciones en el espacio de parámetros para formas de vida complejas”.
Descubrieron que, de todos los exoplanetas rocosos conocidos, solo uno alberga casi la cantidad de PAR necesaria para sostener una gran biosfera.fué menosKepler-442b, un planeta rocoso aproximadamente el doble de masivo que la Tierra (también conocido como súper-Tierra) que orbita dentro del HZ de una estrella enana naranja tipo K a unos 1206 años luz de distancia.También encontraron que las estrellas por debajo de la mitad de la temperatura de la superficie del sol de 5778 K (5500 ° C, 9940 ° F) no pueden sostener una biosfera similar a la Tierra.
Esto se aplica a muchas enanas naranjas de tipo K con temperaturas superficiales de 3900 a 5200 K (3625 a 4925 °C, 6560 a 8900 °F).Los planetas en órbita aún pueden realizar la fotosíntesis de oxígeno, pero no pueden mantener una biosfera rica.Mientras tanto, todas las enanas rojas de tipo M en el rango de 2000-3900K (1725-4925°C, 3140-8900°F) no obtienen suficiente energía para activar la fotosíntesis.
Por otro lado, las estrellas en los rangos espectrales O, B, A o F (generalmente azul o blanco) tienen temperaturas superficiales superiores a 30 000 K (29 725 °C, 53 540 °F) y tan bajas como 5200 K (4925 °). C, 8,900°F).Los planetas que orbitan dentro de la ZH de estas estrellas pueden producir organismos fotosintéticos, pero no pueden sustentar la biosfera el tiempo suficiente para que evolucione la vida compleja.
Estos hallazgos son una reminiscencia de estudios realizados anteriormente.Manas por Lingam y Abraham Loeb, becario postdoctoral y Frank B. Baird Jr. Profesor de Ciencias en la Universidad de Harvard (cada uno).En un estudio de 2019 titulado “Fotosíntesis en planetas habitables alrededor de estrellas de baja masa”, demostraron que un planeta que orbita alrededor de una enana roja puede no recibir suficientes fotones para soportar la fotosíntesis.
noviembre 2021,Telescopio espacial James Webb(JWST) se lanzará al espacio utilizando capacidades avanzadas de imágenes infrarrojas para detectar planetas más pequeños que orbitan más cerca de las estrellas, en particular las enanas rojas.Se extiende hasta 2024.Telescopio espacial romano Nancy Grace(RST) utilizará una óptica sofisticada y un amplio campo de visión (100 veces mayor que el del Hubble) para detectar más exoplanetas que nunca.
Este y otros observatorios sofisticados aumentarán exponencialmente la cantidad de exoplanetas confirmados, proporcionando nueva luz sobre qué planetas necesitan para ser habitables (la vida tal como la conocemos de todos modos).Si tenemos suerte, encontraremos un entorno planetario que pueda soportar:vida que no conocemos, ampliando así el alcance de sus esfuerzos de búsqueda.
Otras lecturas:Real Sociedad Astronómica,MNRAS