En que planetas se está buscando vida máis aló da Terra?

Cando pensamos en vida noutros planetas, sempre nos imaxinamos eses planetas como os que coñecemos na actualidade, cando en realidade non terían por que selo. Noutros sistemas planetarios hai planetas que teñen diferentes características que os do noso Sistema Solar. Ademais, hai que ter en conta que non todos os sistemas planetarios que hai no Universo se atopan na mesma fase de desenvolvemento que o noso: algúns poden estar en estadíos moi iniciais, onde aínda hai un montón de po e gas e se están dando colisións entre corpos; e outros poden estar en estadíos máis avanzados e chegando ao seu final porque á estrela que os ordena se lle está acabando o seu combustible. Da man de Isabel Rebollido Vázquez, astrofísica da Axencia Europea do Espazo (ESAC) que participou nun ciclo de conferencias da Real Academia Galega de Ciencias (RAGC), coñecemos cales son as particularidades dos sistemas planetarios en formación e onde podería atoparse neles a vida.

Como xa vimos en anteriores entregas sobre este tema, unha estrela fórmase a partir dunha nube de gas e po. A interacción gravitatoria fai que esa nube colapse e se forme un punto de gravidade no seu interior, que comeza a acretar todo o material que está ao seu redor ata dar lugar a un disco que non é uniforme, senón que ten certos gromos de materiais que son os que dan lugar aos planetas, simplificando moito o asunto. Como explica Rebollido, "é especialmente nesta fase do que coñecemos como disco protoplanetario cando se forman os planetas e, en particular, os planetas xigantes: planetas gasosos que non teñen superficie, senón distintas capas de distintos materiais, como é o caso de Xúpiter".  

Pero despois desa etapa de disco protoplanetario chega outra coñecida como disco de escombros (de debris, en inglés). "Todo o material que non é quen de superar a etapa anterior queda aí, nese disco", explica Rebollido. Así, como apunta, "este é un disco que ten os planetas xigantes, os embrións dos planetas terrestres e moitas cousas máis ao redor, entre as que destaca moito po e un pouco dese gas que cremos que se libera nas colisións, así como moitísimos corpos pequenos que colisionan entre eles derivando en fervenzas de colisións que dan lugar a máis po". E así vai pasando o tempo ata que "chega un momento no que xa non hai máis colisións e o sistema estabilízase, deixando un sistema planetario estable, onde xa hai planetas terrestres, planetas gasosos e uns poucos cometas e asteroides". Neste punto estaría o noso Sistema Solar.

Pero mesmo o noso Sistema Solar aínda conserva un disco de escombros. Por unha banda, máis aló dos planetas, temos o cinturón de Kuiper e a nube de Oort, que están compostos por cometas con moitos xeos, en zonas moi externas do sistema, a temperaturas que poden chegar aos 200 graos baixo cero, debido á pouca radiación solar. Pola outra, máis no interior do sistema atópase o cinturón de asteroides, entre Xúpiter e Marte, estabilizado por Xúpiter, no que xa non hai tantos cometas e, os que hai, non están formados por xeos, ao tratarse dunha zona máis temperada, polo que a maioría dos corpos que se atopan nel son meteoritos formados por silicatos e minerais. Pero tamén nesta zona interna do Sistema Solar hai outra compoñente da que apenas se fala: a compoñente zodiacal, que está máis ou menos na zona da Terra, pero na que non hai tantos meteoritos nin cometas, senón que o que abunda é o po e os restos do antigo disco de escombros.

O SISTEMA  BETA PICTORIS "ESTÁ VIVINDO TODAS AS ETAPAS PRIMIXENIAS QUE VIVIU O NOSO SISTEMA SOLAR"

A pregunta é: como afecta o disco de escombros á evolución do sistema planetario? Pois a astrofísica da ESAC explica que "nun disco de escombros, aínda que xa non se dán tantas interaccións como no disco protoplanetario, si temos moita actividade dinámica dentro do material sólido, dentro do po e dentro das rochas e dos planetesimais, co cal estanse dando moitos procesos dinámicos que liberan po e gas". Se ese material pasa preto dun planeta, "o planeta pode abserber ese po e ese gas na súa composición global: se é un planetesimal simplemente pode usar eses materiais para crecer ou pode absorbelos na súa atmósfera se é que xa a ten ou se ten capacidade de acretala, algo que tamén dependerá da masa inicial do planeta". Esta acreción de material nos planetesimais, segundo Rebollido, "é fundamental para que os planetas que están nas zonas internas do sistema adquiran materiais volátiles".

Para poder estudar como son eses discos de escombros hai que irse á lonxitude de onda do infravermello. "Esa foi durante moitos anos, ata fai case nada, a maneira máis eficiente de observar este tipo de discos e de estudar este tipo de obxectos", asegura a investigadora. Por exemplo, así foi como se observou o disco de escombros da estrela Beta Pictoris, que sufriu variacións nos últimos 20 anos: nas observacións realizadas polo telescopio espacial Spitzer no ano 2004-2005 aparecían uns puntos que ao volver co telescopio James Webb xa non había: "No 2004-2005 estabamos vendo un punto álxido de produción de po, o que quere dicir que fai 20 anos estabamos vendo unha colisión no disco, pero sen ter a foto de agora non o sabiamos, por iso é tan importante revisar cada certo tempo as zonas estudadas e seguir pedindo datos".

De feito, a imaxe tomada do disco de escombros do sistema Beta Pictoris foi a primeira imaxe que se tivo dun disco de escombros, e a primeira evidencia de que existían sistemas planetarios, no ano 1984. O seu disco ten unhas 1.000 unidades astronómicas, é un disco xigante en comparación co noso Sistema Solar e ten 3.500 millóns de anos luz. A estrela deste sistema ten 20 millóns de anos, é moi xoven, polo que o seu disco de escombros tamén é moi xoven. Que quere isto dicir? Como comenta, fascinada, Rebollido, que "está vivindo todas as etapas primixenias que viviu o noso Sistema Solar". Cal é a importancia disto? "Saber que aconteceu para que A Terra se formase coas condicións coas que se formou, é dicir, coa cantidade de auga que ten, coa Lúa... con todas esas características que lle permitiron e lle permiten albergar a vida", conclúe a investigadora. Ese estadío inicial estao experimentando Beta Pictoris, ou vaino experimentar pronto.

OS EXOCOMETAS FORON OS QUE TROUXERON Á TERRA MATERIAIS QUE AQUÍ NON ABUNDABAN: "GRAZAS A ELES ESTAMOS AQUÍ"

Ademais, Beta Pictoris é un sistema que tamén ten exocometas. Que son os exocometas? Exactamente o que o seu propio nome indica: cometas que están fora do sistema. E como se poden observar se son corpos moi pequenos? Como apunta Rebollido, "polas colas xigantes de gas que producen oscurecementos na estrela cando pasan por diante dela, ao igual que os planetas son quen de oscurecer certas zonas nos seus tránsitos, permitíndonos detectalos". E como sabemos que se trata de cometas e non doutros corpos? Como indica, "porque non volven, os planetas son periódicos e predicibles, pasan por diante da estrela e volven pasar cada certo tempo; mentres que os períodos dos cometas son moi variables, dependen moito de onde veñan, da situación dinámica que traian de antes e de se interactuaron con outros corpos ou non, mesmo ás veces son absorbidos pola propia estrela". 

Pero, que importancia poden ter os exocometas para a vida? A astrónoma explica que "eses exocometas cremos que se están formando nas zonas externas do sistema, polo que teñen unha cantidade de xeos moi importantes, que son os que potencialmente poden influír na composición química dos planetas da zona interna". "Interésanos moito entender cales son os procesos que provocan estas actividades planetarias de transporte de materiais, sobre todo de materiais volátiles de zonas externas a zonas internas, porque os vemos tanto en Beta Pictoris e por que non temos estas evidencias noutros sistemas planetarios nos que xa o seu disco de escombros está máis disperso", apunta a investigadora.

Deste xeito pódese entender a importancia que teñen os discos de escombros para entender a formación e evolución dos sistemas planetarios así como o transporte de materiais dentro do disco, transporte que é fundamental para entender onde se pode desenvolver vida noutros lugares e onde non. Este tipo de eventos son os que puideron ter lugar no noso Sistema Solar e os que puideron, mesmo, ser os responsables da presenza de auga na Terra. "A Terra cremos que se formou máis ou menos 'in situ' na zona na que está na actualidade, moi preto do Sol, o que quere dicir que os materiais volátiles non abondaban na contorna na que se formou a Terra como para que a Terra adquirira a cantidade de auga da que desfrutamos hoxe en día, polo que probablemente precisaramos de actividade cometaria e de transporte que depositara eses materiais no noso planeta", explica Rebollido, que engade que "foi grazas a eses cometas que estamos todos aquí".

A ZONA DE HABITALIDADE SÓ SE BASEA NA TEMPERATURA QUE A ESTRELA DEIXA NO PLANETA, PERO NESA SUPERFICIE INFLÚEN TAMÉN OUTROS ELEMENTOS

Así as cousas, unha vez xa se superou a etapa do disco de escombros e temos o sistema planetario formado, onde se pode comezar a buscar a vida e como? A astrónoma asegura que isto aínda é algo "controvertido". Fálase moito da zona de habitabilidade, "unha definición un pouco vaga da zona na que podemos ter auga, pero iso depende de moitísimas cousas, aínda que tendamos a simplificalo na zona na que a temperatura que a estrela deixa na superficie do planeta permita ter auga líquida". Pero, como apunta Rebollido, "a superficie do planeta ten outros elementos que lle afectan, non soamente a estrela".

Isto é algo que se ve ben no caso do noso Sistema Solar: Venus está ao bordo da zona de habitabilidade e, aínda que está máis preto da estrela que a Terra, a súa superficie non ten a temperatura adecuada como para ter auga líquida. Por que? Porque a atmósfera de Venus é tan densa que provoca que a temperatura na súa superficie sexa altísima, cun efecto invernadoiro brutal. Marte, pola súa banda, está na zona demasiado fría da zona de habitabilidade, tamén ao bordo, pero cunha atmósfera á que lle pasa o contrario que á de Venus: ten unha densidade tan baixa que non pode afectar á temperatura da súa superficie.

"MOITOS DOS PLANETAS QUE ESTUDAMOS, NON CREMOS QUE SEXAN HABITABLES, ESTÁN AO REDOR DE ESTRELAS MOITO MÁIS FRÍAS QUE O SOL"

Hoxe por hoxe, segundo asegura a investigadora, "todos os planetas que normalmente estudamos para buscar zonas de habitabilidade e auga líquida están na contorna de estrelas moito máis frías que o Sol". Isto non quere dicir que non se coñezan estrelas moito máis quentes que o Sol, porque mesmo Beta Pictoris é máis quente que o Sol. O que acontece é que, "polas súas órbitas e zonas de habitabilidade, non se estudan tanto". Cal é a desvantaxe disto? "Que as estrelas máis frías que o Sol teñen actividades magnéticas moito máis altas e, polo tanto, máis eventos fotosféricos e cromosféricos que o noso Sol, o que pode afectarlles á hora de manter auga líquida na súa superficie", explica Rebollido. Así, aínda que eses planetas poderían ser habitables en canto a temperatura teórica suficiente como para ter auga líquida, serían inhabitables en canto á afección que a radiación da estrela causaría na superficie do planeta.

Así as cousas, Rebollido confesa que "moitos deses planetas que estudamos, en realidade, non cremos que sexan habitables". Por exemplo, estase a estudar o sistema Trappist, que ten sete planetas moi preto dunha estrela moi fría. Que sentido ten estudalos entón? "Porque son relevantes para entender o que é o proceso de formación e como se chega dende os ingredientes iniciais ata o resultados final, vendo todos os procesos que poden pasar polo medio, afectando á evolución dos planetas e á súa composición química", indica.

"POR AGORA SÓ PODEMOS ANALIZAR O ESPECTRO DE PLANETAS XIGANTES, E NON CREMOS QUE ESTES POIDAN TER VIDA"

Agora ben, se se atopa algún planeta que interese especialmente estudar porque semella que nel pode haber vida, como se faría? O primeiro, como explica Rebollido, sería analizar o seu espectro, é dicir, "observalo en diferentes lonxitudes de onda, en diferentes frecuencias". Como no caso de Beta Pictoris, isto permitiría coñecer a súa composición. E é que estes planetas non se poden ver de forma directa, alo menos non coa precisión que se precisa para ver os seus espectros, pois "sempre dependemos de que transiten en fronte da súa estrela". Cando pasan fronte á estrela, "podemos ver canta luz da mesma bloquea e sacar ese espectro no que detectar auga". Isto fíxose en WASP-69b, un planeta no que os científicos están case seguros que hai auga, aínda que non se saiba aínda ao 100 %, porque "é moi complicado".

Ademais, dáse outro problema. Este tipo de estudos pódense facer con planetas que transiten en fronte da estrela, pero que sexan moi grandes, porque "se son moi pequenos van bloquear moi pouca luz da estrela, serán máis difíciles de detectar e, polo tanto, será máis difícil aínda construír un espectro preciso". E cal é o problema con que só se poidan estudar planetas xigantes? "Que en realidade non cremos que poidan ter vida", confesa Rebollido, que explica que "a maioría destes planetas non teñen superficie, están compostos de moitos gases distintos, teñen presións moi altas e non son entornos idóneos para a vida". Deste xeito, "por agora estamos moi limitados a entender as atmósferas de planetas nos que en realidade non cremos que poida haber vida", conclúe.

"ESTASE TRABALLANDO PARA MELLORAR, XA ESTÁ SOBRE A MESA A PROPOSTA DO TELESCOPIO 'HABITABLE WORLDS OBSERVATORY'"

Hai intentos de observar planetas que sexan terrestres? "Si, pero polo de agora os que se están estudando non teñen boa pinta, nos últimos congresos todos os investigadores apuntaban a espectros planos, con cero información", confesa a astrofísica. Pero "estase traballando para mellorar, e aí entran todas as misións futuras, agora queremos facer un telescopio aínda máis grande que o James Webb: o Habitable Worlds Observatory (o Observatorio de Mundos Habitable), unha proposta que aínda non está aprobada por ningunha axencia espacial pero para a que xa hai conversacións entre a Axencia Espacial Europea e a NASA". A idea sería facer un telescopio moito máis grande que o xa xigantes James Webb: de 15 metros fronte aos 6 e medio do James Webb. E con el tomar imaxes directas de planetas xigantes, pero só de planetas terrestres, con composicións semellantes ás da Terra. A previsión, en caso de aprobarse, sería lanzalo no 2050.