Hay un cuento antiguo y tradicional que relata la historia de una niña que, perdida en el bosque, entra en la casa de una familia de osos. La niña hambrienta y cansada comenzó a merodear la casa y encontró tres platos de avena sobre la mesa, uno estaba muy muy caliente, otro estaba muy muy frío y un tercero estaba perfecto ni muy frío ni muy caliente y se lo comió de inmediato. Luego de merendar y muy cansada buscó un lugar donde descansar. Es así que encontró un trío de camas en una habitación y se dispuso a elegir una para poder tender una siesta. Una era muy muy dura, otra era muy muy blanda, pero había una tercera que no era ni muy dura ni muy blanda era perfecta, la niña la eligió y se quedó profundamente dormida.

La historia no termina mal, la familia de osos encuentra a la niña al llegar a casa y lejos de enojarse por entrar a su propiedad se encariñan mucho con ella. Esta niña se llamaba Ricitos de Oro y su historia se ha usado para entender un poco cómo debemos buscar planetas fuera de nuestro sistema solar que puedan ser un posible nuevo hogar.

Nosotros vivimos en el tercer planeta de un sistema solar que tiene aproximadamente unos 4600 millones de años. Nuestro planeta no es ni tan grande ni tan pequeño y se encuentra a una distancia del sol que lo hace ni tan caliente ni tan frio. Tiene una atmósfera que no es ni tan gruesa ni tan delgada. Estas características y muchas más hacen que nuestro planeta sea perfecto para poder albergar toda la vida que tiene. Por mucho tiempo se pensó que solo nuestro planeta cumplía estas condiciones sin embargo, con la tecnología actual, hemos descubierto cientos y hasta miles de planetas que también tienen estas peculiaridades. La región donde se encuentran dichos planetas se le llama, coloquialmente, Zona de Ricitos de Oro, haciendo alusión al viejo cuento que mencionamos anteriormente. Un nombre un poco más científico sería Zona de Habitabilidad.

Zona de habitabilidad circunestelar

La zona de habitabilidad es una región alrededor de una estrella en la que si se encuentra un planeta en este puede existir el agua líquida en su superficie. A esta región se le denomina específicamente Zona de Habitabilidad Circunestelar (ZHC). Para que el agua líquida exista la temperatura tiene que ser ni muy caliente ni muy fría, tiene que estar en un punto tal que no congele o evapore el agua. El agua se torna entonces en un preciado compuesto no solo porque es un líquido primordial para toda la vida como la conocemos en nuestro planeta sino porque es un compuesto fundamental para toda clase de reacciones químicas complejas, el agua se comporta como un disolvente tal que en ella se tendría que desarrollar toda una evolución química que daría origen a organismos vivos.

Hay que aclarar que para que un planeta pueda contener agua líquida en su superficie depende de muchas condiciones como la forma de su órbita, su campo magnético o su composición química y no solo de su distancia a su estrella. Es decir que puede estar dentro de la zona en la que el agua líquida puede existir, pero con una atmósfera rica en gases de efecto invernadero haría que el calor no abandonara el planeta y por ende calentar tanto al planeta que evaporaría el agua. Por otra parte, una atmósfera pobre en gases no retendría el calor suficiente para mantener el agua en estado líquido.

Si bien para que el agua exista en estado líquido depende de muchos factores, la ZHC se centra en encontrar regiones en las que un planeta pueda tener este preciado compuesto; esta zona no siempre ocupa la misma región, sino que depende de la estrella, de su tamaño, de su luminosidad, de su temperatura o de su estabilidad. Esto último es lo más curioso puesto que, según nuestras experiencias, calculamos el surgimiento y la evolución de la vida aproximadamente en unos 2000 millones de años. La estabilidad estelar quiere decir que para que pueda surgir la vida, por lo menos como la conocemos, el planeta tiene que estar en su zona habitable estable alrededor de esa cantidad de años. No todas las estrellas son estables tanto tiempo, las más grandes, por ejemplo, estarán activas alrededor de 10 000 millones de años mientras que las estrellas más pequeñas que nuestro sol pueden estar muchos millones de años más de lo requerido. Esta estabilidad estelar se relaciona con la cantidad de temperatura y luminosidad que tendrá a lo largo de su existencia y que expulsará para que los planetas puedan obtenerlas.

Actualmente se calcula más de 200 000 millones de estrellas en nuestra galaxia y se estima que la mayoría tiene planetas orbitando alrededor. De todos estos planetas al menos unos 40 000 millones tienen un tamaño parecido a la tierra y unos 10 000 millones estarían alrededor de una estrella adecuada y parecida a nuestro sol. En pleno 2024 a las 11:23 horas del 12 de enero son 5569 planetas extrasolares descubiertos confirmados1.

Zona de habitabilidad galáctica

Ya hemos hablado de lugares predilectos en un sistema planetario alrededor de una estrella que podrían contener agua líquida y quizá albergar vida. Ahora hablaremos de lugares perfectos dentro de las galaxias contenedoras de todos los sistemas planetarios. A estos lugares se les denomina Zona de habitabilidad Galáctica (ZHG).

Da la casualidad que dentro de nuestra galaxia, La Vía Láctea, nuestro sistema planetario también se halla en un lugar perfecto. Nos encontramos en una región que no está ni tan cerca ni tan lejos del centro galáctico. Si estuviéramos muy cercanos al centro de la galaxia la alta interacción gravitacional, en donde las estrellas están tan juntas unos de otras, y la alta radiación imposibilitaría la vida y la estabilidad de nuestro planeta. En cambio, si nuestro sistema se encontrara muy lejos del centro, en las afueras de la galaxia, la baja cantidad de elementos químicos pesados haría imposible que un planeta rocoso existiera. Esto se debe a que en los límites de las galaxias no existen suficientes estrellas que puedan originar elementos pesados para formar planetas rocosos de tamaño considerable que puedan ostentar atmósferas adecuadas. Nuestro sistema solar esta justo en medio de estos dos extremos. Los científicos tratan de poner atención a estos lugares en las galaxias para entender mucho mejor la evolución de sistemas y planetas extrasolares potencialmente habitables.

Zona de habitabilidad universal

¿Si existe un lugar especial en un sistema solar y en una galaxia, existirá un lugar especial en el universo? La respuesta es sí, pero a escala mayor con respecto al universo, más que lugar se habla de tiempo. Nuestro universo tiene una edad aproximada de 13 800 millones de años, sin embargo, los cuerpos que se originaron en el inicio del universo no son iguales a los que se están originando en este momento. Al principio solo existía Hidrogeno y Helio y tuvieron que pasar unos 6000 millones de años para que se sinteticen núcleos de elementos más pesados, necesarios para formar sistemas más complejos. Los cuerpos que recién se están formando necesitarán muchos miles de millones de años para lograr estos elementos y en el futuro muchos elementos pesados (como el Uranio) formados hace mucho comenzarán a agotarse. Nuestro planeta se formó hace unos 4600 millones de años lo que lo hace no solo estar en un lugar perfecto en el sistema solar y en la galaxia, sino también en el tiempo perfecto en el Universo.

Zona de habitabilidad circunplanetaria

Aunque la ZHC se centra solo en una condición y es la región alrededor de una estrella en la que un planeta puede contener agua líquida en su superficie, actualmente, esta brecha ha engrosado no solo en longitud sino también en nociones. Se ha descubierto que el agua líquida no solo puede existir en la corteza sino que puede estar incluso a kilómetros de profundidad, protegida por capas gruesas de hielo u otros compuestos. También puede existir agua líquida en solución con otros compuestos en diferentes temperaturas o presiones. Incluso puede existir agua en satélites naturales que orbitan planetas.

Referente a los satélites podemos hablar de la zona de habitabilidad circunplanetaria (ZHP) en la que puede existir el agua líquida en dichos satélites bajos ciertas condiciones de su órbita, tamaño, forma, planeta en el que giran, etc. En nuestro sistema solar se ha detectado que puede existir océanos subsuperficiales de agua líquida o de otros líquidos bajo gruesas capas de hielo. Lunas de Júpiter, como Europa, Ganímedes y Calisto, y de Saturno, como Encélado y Titán, son algunos satélites en que los científicos han puesto mucho interés en los últimos años.

Estos satélites que orbitan planetas fuera de la región ZHC en donde las temperaturas son tan bajas que congelaría cualquier líquido ganan energía térmica procedente de la gravedad del planeta que orbitan o por fenómenos radioactivos. Tal es la fuerza gravitatoria de los planetas gigantes que genera fricción dentro de sus satélites ocasionando la temperatura suficiente para hacer que los compuestos dentro se mantengan en estado líquido protegido por gruesas capas de kilómetros de hielo.

Se piensa también que el agua líquida puede encontrarse fuera de la ZHC en planetas que ni siquiera tienen una estrella en la cual orbitar. Estos planetas, denominados errantes o vagabundos, aún son un misterio para la ciencia. Hay que aclarar que, aunque los cuerpos dentro de esta ZH tendrían un entorno habitable, el término ZH es bastante problemático debido a que, como se dijo antes, un entorno habitable depende de muchas más cosas, su atmósfera, su química, su física, su órbita, etc. Todo esto sin sumar las hipótesis de bioquímicas alternativas para el origen de la vida ensancha nuestra mirada de dónde buscar una posible zona habitable e invita a los científicos a redefinir el concepto de Zona de Habitabilidad.

Notas

1 Información extraída de la página oficial de NASA.