Cuando la radiación escasea

Los mundos rocosos descubiertos en las zonas habitables de las estrellas enanas rojas, como los más cercanos a la Tierra, pueden no recibir suficiente radiación para que se produzca la fotosíntesis. En los últimos años, el número de planetas extrasolares descubiertos alrededor de estrellas tipo M (estrellas enanas rojas) ha aumentado considerablemente. En muchos casos, estos planetas confirmados son “parecidos a la Tierra”, lo que significa que son terrestres (también conocidos como rocosos) y son comparables en tamaño a la Tierra. Estos hallazgos han sido especialmente emocionantes ya que las estrellas enanas rojas son las más comunes en el Universo, ya que representan el 85% de las estrellas solo en la Vía Láctea.

Últimamente se han realizado numerosos estudios que indican que estos planetas pueden no tener las condiciones necesarias para sustentar la vida. Lo último viene de la Universidad de Harvard, donde el investigador postdoctoral Manasvi Lingam y el profesor Abraham Loeb demuestran que los planetas alrededor de las estrellas de tipo M pueden no recibir suficiente radiación de sus estrellas para que se produzca la fotosíntesis y se consolide una biósfera similar a la de la Tierra. Se cree que la vida en la Tierra surgió hace entre 3.700 y 4.100 millones de años, en un momento en que la atmósfera del planeta habría sido tóxica para la vida actual. Hace entre 2.900 y 3.000 millones de años, las bacterias de fotosíntesis comenzaron a aparecer y a enriquecer la atmósfera con gas oxígeno. Como resultado, la Tierra experimentó lo que se conoce como el “Gran evento de oxidación” hace unos 2.300 millones de años. Durante este tiempo, los organismos fotosintéticos convirtieron gradualmente la atmósfera de la Tierra de una compuesta principalmente de dióxido de carbono y metano a una compuesta de nitrógeno y oxígeno (78% y 21%, respectivamente). El nuevo estudio, titulado “Fotosíntesis en planetas habitables alrededor de estrellas de baja masa”, apareció recientemente en línea y se presentó en ‘Monthly Notices of the Royal Astronomical Society’. Lingam y Loeb intentaron restringir el flujo de fotones de las estrellas de tipo M para determinar si es posible la fotosíntesis en planetas terrestres que orbitan las estrellas enanas rojas. “En nuestro artículo --dijo Loeb a Universe Today —investigamos si la fotosíntesis puede ocurrir en planetas en la zona habitable alrededor de estrellas de baja masa. Esta zona se define como el rango de distancias desde la estrella donde la temperatura de la superficie del planeta permite la existencia de agua líquida y la química de la vida tal como la conocemos. Para los planetas en esa zona, calculamos el flujo ultravioleta (UV) que ilumina su superficie en función de la masa de su estrella anfitriona. Las estrellas de baja masa son más frías y producen menos fotones UV por cantidad de radiación”.

De acuerdo con los hallazgos recientes relacionados con las estrellas enanas rojas, su estudio se centró en “análogos de la Tierra”, planetas que tienen los mismos parámetros físicos básicos que la Tierra, es decir, radio, masa, composición, temperatura efectiva, albedo... Aunque los límites teóricos de la fotosíntesis alrededor de otras estrellas no se entienden bien, también trabajaron con los mismos límites que los de la Tierra: entre 400 y 750 nm. A partir de esto, Lingam y Loeb calcularon que las estrellas de baja masa de tipo M no podrían superar el flujo de UV mínimo que se requiere para garantizar una biosfera similar a la de la Tierra.

“Esto implica que los planetas habitables descubiertos en los últimos años alrededor de las estrellas enanas cercanas, Proxima Centauri (la estrella más cercana al Sol, a 4 años luz de distancia, 0,12 masas solares, con un planeta habitable, Proxima b) y TRAPPIST-1 (a 40 años luz, 0,09 masas solares, con tres planetas habitables TRAPPIST-1e, f, g), probablemente no tienen una biosfera similar a la Tierra. Más generalmente, es poco probable que los estudios espectroscópicos de la composición de las atmósferas de los planetas que transitan por sus estrellas (como TRAPPIST-1) encuentren biomarcadores, como el oxígeno o el ozono, en niveles detectables. Si se encuentra oxígeno, es probable que su origen no sea biológico. Naturalmente, hay límites para este tipo de análisis.

Lingam y Loeb indican que los límites teóricos de la fotosíntesis alrededor de otras estrellas no son bien conocidos. Hasta que aprendamos más sobre las condiciones planetarias y el entorno de radiación alrededor de las estrellas de tipo M, los científicos se verán obligados a usar métricas basadas en nuestro propio planeta. En segundo lugar, también está el hecho de que las estrellas de tipo M son variables e inestables en comparación con nuestro Sol y experimentan brotes periódicos.

Citando otra investigación, Lingam y Loeb indican que estos pueden tener efectos tanto positivos como negativos en la biosfera de un planeta. En resumen, las erupciones estelares podrían proporcionar radiación UV adicional que ayudaría a desencadenar la química prebiótica, pero también podría ser perjudicial para la atmósfera de un planeta.