La habitabilidad de los planetas dependerá de sus interiores

Muchos de los titulares y debates sobre la habitabilidad de los exoplanetas se centran en su proximidad a su estrella y en la presencia de agua. Tiene sentido, porque esos son factores severamente limitantes. Pero esas características planetarias son realmente solo un punto de partida para la discusión habitable/no habitable. Lo que sucede en el interior de un planeta también es importante.

Hay una cantidad casi desconcertante de factores que hacen de la Tierra un planeta que sustenta la vida. La atmósfera, el agua, la proximidad a su estrella. El tipo de estrella y su estabilidad, la estabilidad orbital del planeta, su ubicación en la galaxia. Esos son solo algunos de los que se discuten a menudo. Otros factores más esotéricos, como el tamaño de la Luna, también pueden desempeñar un papel crucial.

“El corazón de la habitabilidad se encuentra en el interior planetario”.

De “¿Qué hace que un planeta sea habitable?”

Pero también es el núcleo fundido de la Tierra el que juega un papel primordial en la habitabilidad de la Tierra, al crear la magnetosfera que nos protege de los rayos mortales del Sol. Y aunque estemos familiarizados con ese aspecto del núcleo de la Tierra que permite la habitabilidad, su composición interior contribuye de otras formas.

Un equipo de investigadores del Instituto Carnegie ha escrito un carta publicado en cienciainstando a los investigadores a ampliar su alcance a la hora de determinar la habitabilidad. La esencia de su carta es que la habitabilidad es demasiado compleja para que una disciplina científica la determine, y que se necesita un enfoque global holístico o altamente integrado para obtener un método más práctico para determinar qué exoplaneta podría ser habitable.

Y es una lectura fascinante.

«La humanidad construirá una biblioteca de información sobre las envolturas gaseosas que comprenden solo una millonésima parte de la masa de un exoplaneta».

De “Qué hace que un planeta sea habitable”.

A medida que crece nuestro poder de observación, los científicos argumentan que nuestra metodología para determinar la habitabilidad también tiene que crecer.

Actualmente, los científicos pueden detectar un exoplaneta, determinar su proximidad a su estrella, restringir su masa y densidad, y luego hacer conjeturas probabilísticas sobre la habitabilidad potencial a partir de ahí. El enfoque de esto es tratar de determinar cuál es la atmósfera de un planeta determinado. Pero incluso si conseguimos su atmósfera correcta, en realidad solo hemos pelado la primera capa de la cebolla. Como dicen en su carta, “La humanidad construirá una biblioteca de información sobre las envolturas gaseosas que comprenden solo una millonésima parte de la masa de un exoplaneta”.

¿Pero entonces, qué? ¿Qué pasa con el resto de la masa del planeta? ¿Determina la habitabilidad?

El equipo de científicos está formado por Anat Shahar, Peter Driscoll, Alycia Weinberger y George Cody. En su carta hablan de las muchas formas en que el interior de la Tierra determina su habitabilidad.

El equipo reconoce que, desde nuestra perspectiva de búsqueda de planetas, todo comienza con la atmósfera. Señales tentadoras de la atmósfera, como la presencia de oxígeno o una composición química desequilibrada, podrían ser signos de vida y habitabilidad. Pero están lejos de ser definitivos.

Las atmósferas son cosas complejas y dinámicas. Están sujetos a todo tipo de entradas, desde fuentes de productos químicos dentro del interior de la Tierra hasta la capacidad de un interior para actuar como sumideros de productos químicos. Siempre están cambiando y se requiere algún tipo de estabilidad durante largos períodos de tiempo para que la vida florezca.

Todo el mundo está familiarizado con el ciclo del agua de la Tierra, pero también hay otros ciclos en funcionamiento. Cuando los volcanes hacen erupción y el magma llega a la superficie a través de los conductos de ventilación, se liberan sustancias químicas que luego se reciclan nuevamente en la corteza. Si se permite que ciertas sustancias químicas se acumulen, limitan gravemente las perspectivas de vida. En el artículo, los autores utilizan el ejemplo del carbono, que los procesos atmosféricos pueden eliminar de la atmósfera y llevar al fondo del mar. Allí, se reciclan hacia el interior en las zonas de subducción entre las placas tectónicas.

Lo que quieren decir es que realmente no se puede juzgar la atmósfera sin saber cuáles son los procesos interiores del planeta.

Pero no son solo los procesos en el interior los que afectan la habitabilidad. También es la composición.

Los bloques de construcción elementales de los planetas son consistentes e incluyen oxígeno, silicio y hierro. Pero las cantidades y proporciones de estos componentes básicos pueden variar mucho. Eso está determinado por las condiciones en el disco protoplanetario a partir del cual se formaron los planetas. Como aclaran los autores en su carta, las cantidades de estos elementos y la forma en que se procesan durante la formación planetaria pueden variar considerablemente.

Su composición final en el planeta también puede variar debido a las condiciones en el disco protoplanetario. Por ejemplo, la formación de planetas gigantes al principio del sistema solar puede afectar la composición de los planetas que se forman más tarde.

Toda esta variedad crea un conjunto desconcertante de variables cuando se trata de determinar la habitabilidad.

«La investigación necesaria para investigar de manera coherente estos procesos no puede ser realizada por científicos en una sola disciplina de forma aislada».

De “Qué hace que un planeta sea habitable”.

Lo que los autores defienden es una nueva forma de buscar la habitabilidad. Proponen una forma más interdisciplinar de hacerlo. Como dicen en su carta, “La investigación necesaria para investigar de manera coherente estos procesos no puede ser realizada por científicos en una sola disciplina de forma aislada”.

Proponen una investigación experimental que se centre en cosas como la física mineral y más estudios de observación de las composiciones del disco estelar y del disco planetario. Este nuevo conocimiento se usaría para construir un mejor modelo para comprender la habitabilidad, algo que nos llevaría más allá de nuestra dependencia del agua líquida, la composición atmosférica, la proximidad a su estrella y los otros factores que usamos para tratar de determinar la habitabilidad.

Entonces, ¿los científicos no están dando suficiente peso al interior de un planeta cuando intentan determinar la habitabilidad? La respuesta es… tal vez.

Tal vez necesitemos un sistema más graduado de clasificación de exoplanetas. El nivel uno de habitabilidad podría indicar los requisitos más básicos para la habitabilidad. Proximidad a una estrella apropiada, probablemente agua líquida, cosas así. A partir de ahí, se podrían codificar diferentes niveles según condiciones cada vez más estrictas.

Lammer et. Alabama. propuso algo parecido a esto en su artículo de 2009 “¿Qué hace que un planeta sea habitable?” Pero su sistema de clasificación de cuatro niveles no profundizó demasiado en el interior de los exoplanetas. En un artículo de 2012 llamado “Sobre la probabilidad de planetas habitables” francois olvidar relató Lammer et. al. antes de profundizar en los procesos geofísicos que deben estar presentes antes de que un planeta pueda ser habitable.

Esta carta insta a la comunidad científica a ir más allá.

Probablemente se necesite un modelo viable y más detallado de los interiores de los exoplanetas, basado no solo en la atmósfera sino también en la composición y las condiciones del disco. En un futuro próximo, telescopios más potentes nos ayudarán a aprender más sobre los exoplanetas, tal vez incluso nos den imágenes reales de algunos de ellos.

Pero si el equipo detrás de esta carta tiene razón, no será suficiente para determinar la habitabilidad. Necesitamos pelar más capas de la cebolla, y eso podría requerir el tipo de modelo más sofisticado que imaginan.