bucando planetas habitables

ANTONIO GONZÁLEZ2016


La noción más habitual está vinculada a la biología, que sostiene que la vida es la capacidad de nacer, crecer, reproducirse y morir.


La vida es la capacidad de un ser físico de administrar sus recursos internos para adaptarse a los cambios que se producen en su medio.


Desde un punto de vista bioquímico, la vida puede definirse como un estado o carácter especial de la materia alcanzado por estructuras moleculares específicas, con capacidad para desarrollarse, mantenerse en un ambiente, reconocer y responder a estímulos y reproducirse permitiendo la continuidad.


Para la fisiología :

Un organismo vivo es aquel, compuesto por materia orgánica (C,H,O,N,S,P), capaz de llevar a cabo funciones tales como comer, metabolizar, excretar, respirar, moverse, crecer, reproducirse y responder a estímulos externos.


Definición metabólica:

Un sistema vivo es un objeto con una frontera definida que continuamente intercambia sustancias con el medio circundante sin alterarse


Para la bioquímica:

Todo organismo vivo contiene información hereditaria reproducible codificada en los ácidos nucleicos los cuales controlan el metabolismo celular a través de unas moléculas (proteínas) llamadas enzimas que catalizan o inhiben las diferentes reacciones biológicas.


Para la termodinámica:

Los sistemas vivos son una organización especial y localizada de la materia, donde se produce un continuo incremento de orden sin intervención externa.


Para la religión, la vida es la unión del cuerpo y el alma


Visión retrospectiva del concepto de vidaTradicionalmente la vida ha sido un concepto abstracto y, por tanto, difuso y de

difícil definición. Dada la confusión a la hora de definir la vida, se optó por hacerlo en función de los resultados obtenidos tras el desarrollo completo del ADN, y no respecto al potencial mismo de esa molécula, de tal modo que se establecieron algunas características comunes:

1.- Los seres vivos requieren energía. Es decir, se nutren. 2.- Los seres vivos crecen y se desarrollan. 3.- Los seres vivos responden a su medio ambiente. 4.- Los seres vivos se reproducen por sí mismos, sin necesitar ayuda externa;

siendo éste un hecho clave. Estas características apuntaban a una definición de vida tan simple que permitía incluir como seres vivos, por ejemplo, a los cristales minerales, los cuales crecen, responden al medio, se reproducen y por supuesto consumen energía al crecer y propagarse. Se hacía necesario, pues, buscar otras características propias de la vida más allá de las puramente intuitivas.


Se define en biología como vida la estructura molecular autoorganizada capaz de intercambiar energía y materia con el entorno con la finalidad de automantenerse, renovarse y finalmente reproducirse.


* La vida tal y como nosotros la conocemos.


1.- Una fuente de energía.

2.- Agua líquida ( ¿ otro disolvente biológico ? )

3.- Carbono suficiente ( ¿ vida basada en el silicio ? )


1) La presencia de GASES IMPORTANTES que se encuentran en la ATMÓSFERA, tales como: O2, CO2, N, Gases raros.


1) La presencia de GASES IMPORTANTES que se encuentran en la ATMÓSFERA, tales como: O2, CO2, N, Gases raros. 2) La presencia de H2O, fundamental para la vida de todos los seres vivos.


1) La presencia de GASES IMPORTANTES que se encuentran en la ATMÓSFERA, tales como: O2, CO2, N, Gases raros. 2) La presencia de H2O, fundamental para la vida de todos los seres vivos. 3) La Temperatura ideal para el desarrollo de todos los seres vivos,



4) La capa protectora llamada OZONO, que impide la llegada de Rayos Ultravioletas a los seres vivos




5) La presencia de sales minerales y compuestos inorgánicos en el SUELO, fundamental para la Fotosíntesis de los vegetales.




5) La presencia de sales minerales y compuestos inorgánicos en el SUELO, fundamental para la Fotosíntesis de los vegetales.

6) La presencia de Energía Luminosa o Solar, procedente del SOL, necesaria para la Fotosíntesis y la vida de los animales y el hombre.


¿ Cualquier sistema estelar es apto potencialmente para albergar vida ?


Tipo espectralActualmente se considera que el rango espectral apropiado para las "HabStars“ ( estrellas habitables ) va desde "F bajo" o "G" hasta "K mediano". ¿ Por qué ?- Viven al menos unos cuantos miles de millones de años, dando oportunidad a que la vida evolucione. - Emiten la suficiente radiación ultravioleta de alta energía para que se produzcan fenómenos atmosféricos importantes como la formación de ozono, pero no tanta como para que la ionización destruya la vida incipiente.- Puede existir agua líquida en la superficie de los planetas que orbitan a una distancia que no produce acoplamiento de marea.

-Este rango espectral representa entre un 5 y un 10 por ciento de las estrellas de la galaxia Vía Láctea. Si las estrellas de tipo K bajo y M ("enanas rojas") también son aptas para albergar planetas habitables es quizás la cuestión abierta más importante de todo el campo de la habitabilidad planetaria, dado que la mayor parte de las estrellas caen dentro de ese rango;


Una zona habitable estable

La zona habitable (ZH) es una cáscara teórica que rodea a una estrella, dentro de la cual cualquier planeta tendría agua (u otro disolvente potencial) líquido en su superficie. Después de una fuente de energía, el agua líquida se considera el ingrediente más importante para la vida, considerando lo esencial que es para todos los seres vivos de la Tierra.

Una ZH "estable" implica dos factores.

Primero, el rango de una ZH no debe variar mucho con el tiempo. Todas las estrellas aumentan de luminosidad cuando envejecen y sus ZH se desplazan naturalmente hacia el exterior, pero si esto sucede demasiado rápido (por ejemplo, con una estrella supermasiva), los planetas tendrán solo una breve ventana dentro del ZH y por tanto una menor probabilidad de desarrollar vida.


Segundo, no debe existir ningún cuerpo masivo como un gigante gaseoso dentro o relativamente cerca de la ZH, interfiriendo en la formación de cuerpos como la Tierra.


Baja variación estelar

Los cambios en luminosidad son comunes en todas las estrellas, pero la magnitud de esas fluctuaciones cubre un gran rango. La mayoría de las estrellas son relativamente estables, pero una minoría significativa de estrellas variables experimenta a menudo aumentos súbitos e intensos de luminosidad, y por consiguiente de energía radiada hacia los cuerpos en órbita. Los aumentos de luminosidad suelen estar acompañados de enormes dosis de rayos gamma y rayos X que pueden resultar letales. Las atmósferas mitigan tales efectos


Alta metalicidad

Una baja cantidad de metal disminuye significativamente la probabilidad de que se hayan formado planetas alrededor de una estrella, según la teoría de la nebulosa solar sobre la formación de sistemas planetarios. Cualquier planeta que se forme alrededor de una estrella con poco metal tendrá probablemente muy poca masa, y por tanto no será favorable para la vida.

Relación metalicidad de una estrella (porcentaje de elementos más pesados que el helio) y la abundancia de planetas (0 es la metalicidad solar). Las estrellas de mayor metalicidad presentan mayor abundancia de planetas gigantes


Así pues, ya sabemos por donde empezar:

Buscamos planetas que se encuentren en la zona habitable de una estrella de los tipos F, G, K, con baja variablilidad y alta metalicidad.

¿ Hay muchas estrellas así ?

Menos del 5%; pero el Universo es muy grande.


La principal suposición sobre los planetas habitables es que son terrestres. Estos planetas, que se encuentran aproximadamente dentro de un orden de magnitud de la masa de la Tierra, están compuestos principalmente de rocas de silicato y no han acrecido a partir de las capas gaseosas exteriores de hidrógeno y helio que se encuentran en los gigantes gaseosos. No se ha descartado completamente que pueda evolucionar vida en las nubes superiores de los planetas gigantes, aunque se considera poco probable dado que no tienen superficie y su gravedad es enorme. Los satélites naturales de los planetas gigantes, por otro lado, son candidatos perfectamente válidos para albergar vida.


Se considera que sí es importante:

Los planetas con poca masa son malos candidatos para la vida por dos razones:

- Primero, su baja gravedad hace que conservar la atmósfera sea difícil.

- Segundo, el calor interno se perderá pronto


Los planetas que no tienen una atmósfera gruesa carecen del material necesario para una bioquímica primaria, tienen poco aislamiento y poca transferencia de calor entre su superficie y menos protección contra la radiación de alta frecuencia y los meteoroides

https://es.wikipedia.org/wiki/Meteoroide


Además, si la atmósfera es menor de 0,006 atmósferas terrestres, no puede existir agua en forma líquida por no alcanzar la presión atmosférica requerida, 4,56 mmHg (608 pascales).

El rango de temperaturas en el que el agua es líquida es más pequeño a bajas presiones, en general.

https://es.wikipedia.org/wiki/Torr


Los planetas pequeños tienden a perder rápidamente la energía que sobró tras su formación y terminan geológicamente muertos, careciendo de volcanes, terremotos y actividad tectónica, que proporcionan a la superficie materiales necesarios para la vida y a la atmósfera moderadores de la temperatura como el dióxido de carbono.


Finalmente, un planeta grande es probable que tenga un gran núcleo de hierro. Esto permite la existencia de un campo magnético que proteja al planeta del viento solar, que de otra manera tendería a despojarlo de su atmósfera y bombardearía a los seres vivos con partículas ionizadas.

La masa no es el único criterio necesario para producir un campo magnético — el planeta también debe rotar lo bastante rápido para producir un efecto de dinamo dentro de su núcleo — pero es un componente significativo del proceso.


Cuanto mayor es la excentricidad, mayor es la fluctuación de la temperatura en la superficie de un planeta

Los seres vivos solo pueden soportar cierta variación, sobre todo si las fluctuaciones sobrepasan tanto el punto de congelación como el punto de ebullición del solvente biótico principal del planeta


El planeta debe tener estaciones moderadas. Si hay poca o ninguna inclinación axial, no habrá estaciones y por tanto desaparecerá un estimulante principal de la dinámica de la biosfera. El planeta también sería mucho más frío de lo que sería si tuviera una inclinación significativa: cuando la radiación más intensa cae siempre dentro de unos pocos grados del ecuador, el clima cálido no puede superar al polar y el clima del planeta acaba dominado por los sistemas climáticos polares, más fríos.Por otro lado, si un planeta está radicalmente inclinado, las estaciones serán extremas.


El planeta debe rotar relativamente rápido para que el ciclo día-noche no sea demasiado largo. Si un día dura años, la temperatura diferencial entre el lado de día y el lado de noche será pronunciada, y aparecerán problemas similares a los de la excentricidad orbital extrema.


Un modelo teórico predice que los planetas de tipo rocoso que orbiten enanas rojas tienden a sincronizar su rotación con la estrella por efecto marea, como ocurre con la Tierra y la Luna; sin embargo, pueden evitar enfrentar siempre un hemisferio a su estrella si poseen una atmósfera.


La composición superficial determina la temperatura y habitabilidad de un planeta

Cuando hay mucha fricción superficial, el sistema de “aire acondicionado” de un planeta enfría su cara diurna caliente. Crédito: KU Leuven – Ludmila Carone y Leen Decin.

Los planetas con caras diurnas permanente podrían ser habitables, dependiendo de su sistema de “aire acondicionado”. Que el “sistema de aire acondicionado” sea efectivo realmente depende de la interacción entre la superficie del planeta y su atmósfera. En una situación ideal, el aire frío es transportado de la cara nocturna a la diurna”. “Nuestros modelos muestran que la fricción entre la superficie del planeta y las capas bajas de la atmósfera puede suprimir estas corrientes de aire.


La Luna parece jugar un papel crucial en la moderación del clima terrestre al estabilizar la inclinación axial. Se ha sugerido que una inclinación caótica puede ser fatal para la habitabilidad, es decir, un satélite del tamaño de la Luna no solo es de ayuda sino un requisito para producir estabilidad. Existe controversia sobre este punto.


En general se asume que cualquier vida extraterrestre que pueda existir estará basada en la misma química fundamental que la vida terrestre, ya que los cuatro elementos primordiales para la vida, el carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno también son los elementos químicos reactivos más comunes del universo. Estos cuatro elementos constituyen el 96 por ciento de la biomasa total de la Tierra.


Se ha especulado mucho sobre otras bioquímicas, radicalmente diferentes a las terrestres, no basadas en el Carbono y con solventes diferentes al agua.


QuiralidadQuizá el tipo de bioquímica “menos exótico” sería uno con una quiralidad alterna a la de las biomoléculas terrestres. En la bioquímica conocida, los aminoácidos son casi universalmente de tipo L “izquierdo” y los azúcares son de tipo D “derecho”. Las moléculas de quiralidad opuesta tendrían las mismas propiedades químicas que sus formas reflejadas. Así, una bioquímica que incorporara aminoácidos D y/o azúcares L, podría ser posible.


Bioquímicas sin carbono

• Bioquímica del silicio • Bioquímica del boro • Bioquímica de nitrógeno y fósforo • Otros elementos de bioquímicas exóticos

Bioquímicas sin agua

• Amoníaco • El fluoruro de hidrógeno • Otros disolventes

https://es.wikipedia.org/wiki/Bioqu%C3%ADmicas_hipot%C3%A9ticas


Para determinar la viabilidad de la vida extraterrestre, durante mucho tiempo los astrónomos han centrado su atención en las estrellas parecidas al Sol. Sin embargo, han empezado a explorar la posibilidad de que la vida se pueda formar en sistemas muy distintos al Sistema Solar.


Sistemas binarios

Las estimaciones típicas sugieren que el 50% o más de los sistemas estelares son sistemas binarios. La separación entre las estrellas en un sistema binario va desde menos de una unidad astronómica a varios cientos. En este último caso, los efectos gravitatorios serán despreciables sobre un planeta que orbite a alguna de las estrellas, y su habitabilidad planetaria no se verá desbaratada a menos que la órbita sea muy excéntrica. Sin embargo, cuando la separación sea significativamente menor, puede que una órbita estable sea imposible.


Sistemas con enana rojaDeterminar la habitabilidad de una enana roja puede ayudar a determinar lo común que es la vida en el universo, ya que las enanas rojas constituyen entre el 70 y el 90 por ciento de todas las estrellas de la galaxia.

Durante muchos años, los astrónomos han descartado a las enanas rojas como una potencial morada para la vida.

Cualquier planeta que orbite alrededor de una enana roja tendría que estar muy cerca de su estrella para alcanzar una temperatura de superficie similar a la de la Tierra. A esas distancias, la gravedad de la estrella provocaría un acoplamiento de marea. La cara diurna del planeta apuntaría eternamente hacia la estrella, mientras que la cara nocturna siempre apuntaría en dirección contraria. La única manera de que la potencial vida pudiera evitar el infierno o la congelación sería que el planeta tuviese una atmósfera lo bastante gruesa para transferir el calor de la estrella desde la cara diurna a la nocturna. Durante mucho tiempo se asumió que una atmósfera tan gruesa evitaría que la luz solar llegara a la superficie, impidiendo la fotosíntesis.


Este pesimismo se ha suavizado con investigaciones recientes.

Se ha demostrado que no es necesaria una atmósfera especialmente densa para contrarrestar el calor en el hemisferio diurno

El inconveniente del acoplamiento de marea puede desaparecer si se considera la posibilidad de que el planeta tenga un satélite o consideramos al propio satélite como candidato a la habitabilidad.

Sin embargo, el tamaño no es el único factor que puede hacer a una enana roja incompatible con la vida. En un planeta que orbita alrededor de una enana roja, la fotosíntesis sería imposible en la cara nocturna, ya que nunca vería el sol. La fotosíntesis conocida sería complicada por el hecho de que una enana roja produce la mayor parte de su radiación en el infrarrojo, y en la Tierra este proceso depende de la luz visible.


Un planeta que orbite alrededor de una enana roja como la de la figura debe arrimarse mucho para alcanzar temperaturas parecidas a las de la Tierra, induciendo probablemente un acoplamiento de marea.

El acoplamiento por marea puede provocar deformación del planeta y temperaturas extremas; solo suavizadas por la presencia de una densa atmósfera.


«Buenos jupíteres»Son planetas gaseosos gigantes, como Júpiter, que orbitan alrededor de sus estrellas en órbitas circulares lo bastante alejadas de la ZH para que no la perturben pero lo bastante cerca para «proteger» de dos maneras a los planetas terrestres con órbitas más cercanas. Primero, ayudan a estabilizar las órbitas, y por tanto los climas, de los planetas interiores. Segundo, mantienen al sistema solar interno relativamente libre de cometas y asteroides que podrían provocar impactos devastadores.


La vecindad galácticaLos científicos también han considerado la posibilidad de que ciertas zonas de las galaxias (zonas habitables galácticas) sean más adecuadas para la vida que otras. Nuestro sistema solar está en una posición favorable por las siguientes razones:

No está en un cúmulo globular, donde la densidad de las estrellas es hostil para la vida, dada la excesiva radiación y perturbaciones gravitatorias. Además, los cúmulos globulares están compuestos principalmente de estrellas viejas, probablemente con pocos metales.

No está cerca de una fuente activa de rayos gamma.

No está cerca del núcleo galáctico, donde de nuevo la densidad estelar aumenta la cantidad de radiación ionizante.


Gliese 581 g tiene un período de órbita de 37 días, orbitando en una distancia de 0.146 UA de su estrella madre. Se cree que tiene una masa de 3.1 a 4.3 veces que la Tierra y un radio de 1.3 a 2.0 que la Tierra .

Se encuentra en la constelación de Libra a 20,3 años luz de la Tierra.

En una entrevista se le preguntó a Steven Vogt qué pensaba acerca de las posibilidades de que exista vida en Gliese 581 g. Vogt afirmó que las posibilidades de la vida en este planeta son del 100%.

https://es.wikipedia.org/wiki/Gliese_581_g

bucando planetas habitables

Science