De los miles de exoplanetas descubiertos hasta ahora, los más comunes son las “súper-Tierras”, mundos más grandes que la Tierra pero más pequeños que Neptuno. Algunos de estos planetas incluso se encuentran dentro de las zonas habitables de sus estrellas madre, lo que significa que las condiciones allí podrían ser adecuadas para albergar agua líquida en sus superficies.
Pero, ¿podrían estos exoplanetas gigantes y rocosos mantener las condiciones para la vida? ¿O la vida está limitada a planetas más pequeños como el nuestro? En última instancia, solo las observaciones futuras nos darán una respuesta concluyente. Pero mientras tanto, la pregunta nos brinda una oportunidad perfecta para explorar los límites de nuestra comprensión de dónde la vida podría encontrar un hogar.
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Definición de habitabilidad
En primer lugar, tenemos que tener claro lo que queremos decir con “habitable”, ya que algunos mundos salvajes en nuestro propio sistema solar se extienden mucho más allá de lo que consideraríamos normal. Después de todo, ningún otro planeta conocido es como Tierra.
El otro pequeño, planetas rocosos en nuestro sistema solar son páramos yermos (Mercurio y Marte) o infiernos de pesadilla (Venus). los gigantes gaseosos — con sus atmósferas profundas y aplastantes — quedan descartadas. Algunas de sus lunas congeladas, sin embargo, ofrecen abundante agua líquida bajo sus rígidas cortezas, y podrían ser un segundo gran hogar para la vida en nuestro propio patio trasero. Pero por ahora, restringiremos nuestra discusión a mundos que se parecen a la Tierra.
Eso significa que, en nuestra encuesta de súper-Tierras, necesitamos encontrar planetas que se vean y actúen (y con suerte huelan) mucho como nuestro planeta. Esto incluye sentarse dentro de la zona habitable de una estrella, para asegurarse de que las temperaturas sean las correctas, además de tener atmósferas que sean relativamente espesas pero no demasiado. Estos planetas también necesitan tener agua líquida en la superficie, no atrapada debajo de una corteza congelada o hervida en vapor. Y por último, deben tener un campo magnéticopara proteger esa atmósfera y el agua líquida del constante ataque brutal de los viento solar.
Sin duda, hay muchos más criterios que deben existir para que un mundo realmente albergue vida. Pero sin estas condiciones básicas, las posibilidades de que algo crezca en un mundo alienígena son bastante escasas, por lo que es un buen lugar para comenzar.
Elegir el planeta del tamaño adecuado
Los astrónomos generalmente definen una super-Tierra como cualquier planeta entre el tamaño de la tierra y 10 veces más masivo. Los astrónomos tienden a llamar a los planetas más grandes que eso. mini-neptunospero esa distinción aparentemente limpia oculta muchos matices que son importantes para determinar la habitabilidad.
Obviamente, algo más cercano al tamaño de la Tierra tiene más posibilidades de ser habitable porque, presumiblemente, es muy similar a la Tierra. Y algo más cercano al tamaño de Neptuno probablemente no sería un lugar muy divertido para que la vida encontrara un punto de apoyo, porque Neptuno en general no es tan hospitalario, al menos de acuerdo con la definición anterior.
A medida que los planetas aumentan en masa, un núcleo rocoso se vuelve cada vez mejor para adherirse a una atmósfera espesa y gaseosa, debido a su mayor gravedad. Eventualmente, habrá tanta atmósfera que el planeta se caracterizaría mejor como un gigante gaseoso que como un mundo rocoso. Desafortunadamente, carecemos de una línea divisoria clara entre esos dos extremos, y las supertierras cierran esa brecha.
Aquí es donde la órbita también importa. Si un planeta está demasiado cerca de su estrella madre, independientemente de su tamaño, simplemente se asará. Tomar 55 Cánceres y, una supertierra rocosa a unos 55 años luz de distancia. Tiene ocho veces la masa de la Tierra, pero está tan cerca de su estrella madre que no es más que una bola de roca fundida.
Por otro lado, el planeta TOI 270c es más pequeño, con unas siete veces la masa de la Tierra. Pero está tan lejos de su estrella madre que es casi en su totalidad gas, lo que lo hace más parecido a un mini-Neptuno que a cualquier otra cosa.
los contendientes
En última instancia, una supertierra habitable debe tener la densidad adecuada, lo que indica que no es demasiado rocosa ni demasiado gaseosa. Incluso entonces, es solo una conjetura, ya que los astrónomos tienen poca información sobre cualquier exoplaneta.
Tomar como ejemplo, Gliese 581c, que está a sólo unos 20 años luz de distancia. Este exoplaneta tiene unas 5,5 veces la masa de la Tierra y se encuentra dentro de la zona habitable de su estrella. Pero los astrónomos solo conocen su masa, no su radio, por lo que no pueden determinar la densidad del planeta. En esa órbita y esa masa, el planeta podría ser un mundo rocoso típico, o estar hecho de hierro sólido. O podría ser un mundo diminuto de gas, o incluso hecho de diamante.
En cuanto al campo magnético de cualquier exoplaneta, se trata de pura especulación. Los científicos creen que es probable que los planetas más grandes que la Tierra alberguen fuertes campos magnéticos, pero es imposible saberlo con certeza. Por ejemplo, mientras que Venus y la Tierra tienen aproximadamente el mismo tamaño, solo la Tierra tiene un campo magnético considerable.
Quizás el el mejor candidato para una supertierra habitable es LHS 1140bque orbita un estrella enana roja unos 49 años luz de la Tierra. Es aproximadamente un 60% más ancho que nuestro planeta pero 6,48 veces más masivo. Orbita extremadamente cerca de su estrella madre (su período orbital es de solo 25 días), pero dado que la estrella es una enana roja fría, está cómodamente dentro de la zona habitable.
Los modelos atmosféricos de LHS 1140b permiten la posibilidad de una atmósfera densa abrazando un mundo con océanos de agua líquida. Sólo observaciones detalladas, tal vez con la Telescopio espacial James Webb, nos dirá con certeza si el planeta es realmente habitable. Mientras tanto, es el actual campeón reinante del planeta más grande que posiblemente podría albergar vida.
Paul M Sutter es astrofísico en SUNY Stony Brook y el Instituto Flatiron, anfitrión de “Pregúntale a un astronauta” y “radio espacialy autor de “Cómo morir en el espacio.” Obtenga más información escuchando el podcast “Ask a Spaceman”, disponible en itunes (se abre en una pestaña nueva) y askaspaceman.com. Haz tu propia pregunta en Twitter usando #AskASpaceman o siguiendo a Paul @PaulMattSutter y facebook.com/PaulMattSutter.