La Tierra, el tercer planeta del sistema solar. El planeta azul, el único que alberga vida organizada en formas complejas. Al menos, hasta donde sabemos hoy. ¿Qué hace que nuestro planeta sea tan único y adecuado para el desarrollo de formas vivas?
El concepto de zona habitable (también llamada zona habitable circunestelar) fue desarrollado por astrobiólogos en la segunda mitad del siglo pasado para estudiar cómo las posiciones y propiedades mutuas de un planeta y su estrella determinan la probabilidad de encontrar vida extraterrestre en otros planetas y sistemas.
Isaac Asimov
El tema de la vida en otros lugares, junto con el sueño de habitar algún día mundos lejanos e incontaminados, siempre ha fascinado a generaciones enteras. La idea de la zona habitable se presentó por primera vez al público en general en la década de 1960, gracias al famoso y prolífico escritor de ciencia ficción Isaac Asimov y su serie de libros sobre la colonización del espacio.
Más específicamente, el término «zona habitable» se refiere a la región del espacio alrededor de una estrella dentro de la cual se pueden encontrar planetas con agua líquida. El papel del agua en el desarrollo de la vida en la Tierra ha resultado crucial para los primeros procesos y reacciones biológicas que dieron sitio al desarrollo de la vida, hasta el punto de que es difícil imaginar mundos extraños donde la vida no necesite de este elemento.
La presencia de agua y los límites en la zona habitable dependen de las características físicas de la estrella en el centro del sistema planetario, como la energía que produce. Considere nuestro sistema solar como ejemplo: el sol, una estrella ordinaria de tamaño mediano, irradia enormes cantidades de energía. La Tierra, a unos 150 millones de km del sol (es decir, 1 unidad astronómica, o UA), recibe esta energía en la cantidad justa para proporcionar un ambiente confortable para el desarrollo de la vida.
Los planetas más próximos al sol (Mercurio y Venus) reciben mucha más energía en forma de radiación solar y, por tanto, son demasiado calientes e inhóspitos para los organismos de la biosfera terrestre, que dependen en gran medida de la presencia de agua. Por el contrario, un planeta como Marte está ubicado demasiado lejos del sol para mantener su agua superficial en estado líquido.
¿Puede haber vida más allá en el espacio?
Es necesario considerar que el desarrollo de la vida (o vida similar a la terrestre, ya que no es posible saber con certeza la existencia de diferentes tipos de vida en el espacio que no se basen en el carbono*) depende de muchos otros factores, además de la presencia de agua. En primer lugar, la presencia de una atmósfera. La atmósfera ejerce suficiente presión sobre la superficie planetaria, en el espacio, para mantener el agua en su estado más preciado, al mismo tiempo que permite que sé (re)cicle a través de la evaporación y la precipitación.
La propiedad de un planeta de crear una atmósfera que proteja su superficie y cualquier biosfera del impacto de meteoritos, excursiones térmicas y radiaciones dañinas está en gran medida ligada a su masa. Los planetas de baja masa no generan, en algunos casos, una atracción gravitatoria suficiente para sostener las capas de una atmósfera, compuesta por elementos ligeros como el nitrógeno, que escapan fácilmente a la fuerza de atracción que ejerce la Tierra.
El movimiento también es muy importante
Además de la masa del planeta, la composición química de su atmósfera y la cantidad de energía solar que le llega (o, en otras palabras, su distancia al sol), la forma de su órbita juega un papel igualmente importante. No se puede garantizar el estatus de «planeta habitable» si la órbita alrededor de la estrella es particularmente excéntrica, hasta el punto de provocar su salida regular de la zona habitable (por ejemplo, en el caso en que el planeta alcance el afelio o el perihelio, apunta respectivamente más distante y más cerca que la órbita del sol).
La zona habitable de nuestro sistema solar tiene una anchura de entre 0,5 y 3 UA. Como se ilustra en la figura: en el caso de estrellas más masivas y luminosas que el sol, la zona habitable se encuentra a mayor distancia de la propia estrella porque una mayor cantidad de energía invierte los planetas (la cantidad exacta escala con el cuadrado de la distancia). En el caso de estrellas más pequeñas y débiles, como las estrellas enanas, la zona habitable está más cerca de la estrella.
¿Qué seríamos nosotros sin las estrellas del espacio?
Las estrellas también siguen su propia evolución, como los planetas y la vida en la Tierra, y pasan por fases de aumento de luminosidad, crecimiento o extinción lenta, especialmente al principio y al final de su existencia. Durante estas fases, la zona habitable cambia en consecuencia. Nuestro sol se encuentra actualmente en una etapa evolutiva estable, aproximadamente a la mitad de su vida.
Desde la década de 1950 hasta la actualidad, se han identificado y estudiado muchos planetas ubicados en la zona habitable de estrellas distantes (exoplanetas o exoplanetas). Estos planetas son generalmente más grandes y masivos que la Tierra, lo que los hace más fáciles de detectar con nuestros instrumentos astronómicos. Con el desarrollo de instrumentos más precisos y nuevas técnicas de búsqueda, se han descubierto más y más planetas del tamaño de la Tierra. Estudios recientes informan que puede haber más de 10 mil millones de planetas del tamaño de la Tierra orbitando estrellas similares al Sol solo en nuestra galaxia.
Planetas desérticos en el espacio
Una clase interesante de exoplanetas son los planetas desérticos. Este tipo de planetas, donde el agua escasea, se pueden encontrar en un área circunestelar más amplia que otros planetas por dos razones: 1) al no tener hielo y nieve (superficies blancas) en grandes cantidades, reflejan menos luz y pueden mantener temperaturas altas incluso a mayores distancias del sol; 2) gracias a la reducida evaporación del agua y, por tanto, a un menor efecto invernadero, mantiene temperaturas adecuadas para la vida incluso a distancias más cortas que la típica distancia Tierra-Sol.
Sin embargo, el concepto de zona habitable ha sido cuestionado, según la hipótesis de que el agua líquida podría estar presente en otros planetas gracias a procesos exotérmicos como el calentamiento por marea o la desintegración radiactiva. Además, el agua se puede encontrar en disolución junto con otros elementos, en diferentes condiciones de temperatura y presión. Esto significa que existirían algunos mundos aptos para el desarrollo de la vida fuera de las zonas habitables, donde no los buscamos.