Mundos superhabitables

¿Qué mundos pueden albergar vida? Para responder a esta pregunta se creó hace décadas la definición de zona habitable (ZH), esa región mágica alrededor de una estrella donde puede existir agua líquida sobre la superficie de un planeta rocoso que reúna las condiciones adecuadas. Esta definición se enfrenta a varios problemas. El más importante es el gran número de parámetros -velocidad de rotación, inclinación del eje, composición atmosférica, etc.- que pueden hacer de cualquier mundo un erial aún estando en la zona habitable. El segundo es que la propia definición de zona habitable es flexible y, de hecho, el año pasado se introdujo una nueva que ha obligado a revisar todos los estudios sobre planetas habitables. Pero el talón de Aquiles de la definición de zona habitable radica en que sabemos de la existencia de otros mundos que podrían ser aptos para la vida, y eso pese a estar situados claramente fuera de la esta zona. Son los mundos superhabitables.

Una exoluna habitable alrededor de un gigante gaseoso (René Heller).

La definición de mundo superhabitable ha sido acuñada por René Heller y John Armstrong en un reciente trabajo publicado en Astrobiology. Lo de ‘súper’ hace referencia a que estos mundos podrían ser más habitables que los planetas situados en la ZH tradicional, también denominada ‘ZH estelar’. Es decir, ofrecerían un refugio para la vida durante más tiempo y para un mayor rango de parámetros que los mundos habitables ‘de toda la vida’. Naturalmente, huelga decir que habitable hace referencia a un mundo que podría albergar vida tal y como la conocemos y en ningún caso significa necesariamente habitado.

Heller y Armstrong han dividido los mundos rocosos potencialmente habitables en los siguientes grupos:

• Venus de insolación: un mundo situado en la zona habitable que termina adquiriendo una elevada temperatura superficial por culpa de su cercanía a su estrella, como nuestro Venus.
• Venus de marea: un planeta situado en la zona habitable que ha sufrido un efecto invernadero descontrolado por culpa del calor interno creado por las fuerzas de marea derivadas de una órbita excéntrica.
• Venus de marea y de insolación: planetas que han pasado por un efecto invernadero descontrolado por una combinación de ambos efectos.
• Súper-Ío: un mundo rocoso de tamaño terrestre sometido a un gran flujo de calor interno por culpa de las fuerzas de marea. Vamos, una versión en grande de Ío, la luna de Júpiter.
• Súper-Europa: un planeta rocoso con un océano global situado bajo una corteza superficial de hielo y que goza de un flujo de calor interno por fuerzas de marea, pero menos intenso que en el caso de un Super-Ío.
• Gemelo de la Tierra: también conocido como exotierra. Es decir, un mundo como el nuestro. Un planeta rocoso situado en la zona habitable que puede albergar agua líquida de forma estable en la superficie.
• Tierra de marea: un mundo con un flujo de calor interno generado por las fuerzas de marea -al tener una órbita excéntrica- que le permite estar situado en la parte externa de la ZH y aún así permanecer habitable.
• Tierra bola de nieve: una Tierra situada más lejos de la ZH totalmente congelada y cubierta de hielo de agua y de dióxido de carbono.

Mundos rocosos (1,5 masas terrestres) que pueden existir en la zona habitable de una estrella enana roja (Heller et al.).

Las Tierras de marea, Súper-Íos, Súper-Europas y -obviamente- Gemelos de la Tierra podrían ser todos ellos mundos habitables, especialmente si orbitan alrededor de una estrella más pequeña y rojiza que el Sol (tipos espectrales K y M), ya que en este caso la ZH está más cerca de la estrella y cualquier excentricidad orbital genera un mayor calentamiento de marea. Esta clasificación es una mejora de la clasificación introducidapor Heller hace unos años para exolunas, pero en este caso lo interesante es que estos mundos no necesitan orbitar un planeta para ser habitables -como Europa alrededor de Júpiter-, sino que la habitabilidad surge del calor de las fuerzas de marea que se dan al girar muy cerca de su estrella y/o con una elevada excentricidad.

El calor de los efectos de marea creados por una órbita muy elíptica pueden provocar que un mundo en la ZH sufra un efecto invernadero descontrolado y se transforme en un gemelo de nuestro Venus poco después de la formación del sistema. Las órbitas de estos planetas podrían terminar por circularizarse con el tiempo, pero ya sería demasiado tarde. Al contrario, las Súper-Europas y los Súper-Íos serían capaces de permanecer habitables fuera de la ZH estelar, siempre y cuando su órbita no se hiciese circular.

Si de lo que hablamos es de exolunas habitables, por definición la mayoría podrían ser superhabitables, como Europa. En este caso, la distancia a la ZH estelar puede aumentar enormemente. La habitabilidad de una exoluna de tipo Súper-Europa, Súper-Ío o Tierra de marea dependerá del flujo de calor producido por fuerzas de marea -que será mayor cuanto menor sea la órbita y cuanto más grandes sean la masa del planeta y/o la luna- y del flujo de calor de la estrella. Una exoluna que esté situada demasiado cerca de su planeta podría ser inhabitable por culpa de un exceso de calor interno, mientras que si está demasiado lejos también sería inhabitable al ser las fuerzas de marea muy débiles. Por otro lado, hay que tener en cuenta que cuanto más cerca esté un planeta de su estrella, la distancia máxima a la que una exoluna puede orbitar de forma estable se reduce significativamente.

Zona habitable de las exolunas teniendo en cuenta el calentamiento de marea y el flujo estelar. En este caso, para una luna de masa terrestre alrededor de un planeta como Júpiter. (Heller et al.).

Teniendo en cuenta la existencia de estos mundos superhabitables, ¿es la Tierra el mejor lugar para la vida? No necesariamente, al menos desde el punto de vista de la vida microbiana. Desde hace tiempo se cree que las supertierras, mundos rocosos con dos o tres veces la masa de nuestro planeta, pueden ser superhabitables -o sea, más habitables que la Tierra- al poseer una tectónica de placas más duradera, un ciclo de carbono-silicatos que se prolonga más en el tiempo -y que constituye un excelente termostato natural-, un campo magnético más intenso, un campo gravitatorio más fuerte que les permite retener una atmósfera más gruesa y una superficie con menos relieve y, por lo tanto, océanos menos profundos.

En cuanto al tipo de estrella, parece que la vida prefiere las estrellas de tipo K, ligeramente más pequeñas y frías que nuestro Sol. Estas estrellas viven mucho más tiempo, un factor que obviamente es una ventaja para la vida, y además presentan zonas habitables estelares que se hallan más cerca de las mismas, por lo que los planetas superhabitables podrían ser más frecuentes gracias a un mayor calentamiento de marea. Las estrellas enanas rojas (de tipo M), más pequeñas y abundantes que las de tipo K, quizás no sean el mejor lugar para la vida debido a la enorme proximidad de la zona habitable, que genera acoplamientos de marea -mundos que muestran siempre la misma cara a su estrella- y sólo permite la existencia de exolunas que orbiten muy cerca de sus planetas.

Es muy probable que la mayor parte de las hipotéticas formas de vida que deben poblar nuestra Galaxia tengan su hogar en mundos superhabitables en vez de exotierras, un concepto que significaría un verdadero cambio de paradigma en los modelos que explican la aparición de la vida en el Universo.