El planeta candidato para el surgimiento de la vida, sin duda, está experimentando eventos catastróficos y extinciones periódicas. Si la vida está destinada a sobrevivir y desarrollarse, el planeta debe tener ciertas condiciones para su existencia.Hay cientos de miles de millones de estrellas en nuestra galaxia, muchas de las cuales tienen planetas del tamaño de la Tierra, ubicados a la distancia correcta de sus estrellas para que el agua líquida pueda estar en su superficie, por lo que la vida tiene la oportunidad de aparecer en toda la Vía Láctea. Al menos eso creemos. Pero, ¿no puede ser que nuestras condiciones en nuestro planeta de alguna manera nos separan de la vida que apareció y se desarrolló en la Tierra? Esto es lo que el lector nos pregunta:
¿Qué pasaría si nuestro sistema solar se formara un poco más a lo largo de la manga de la Galaxia? Si estuviéramos en su final? Pero, ¿qué pasaría si, en lugar de un enorme agujero negro en el centro, nuestro sistema solar estuviera allí? ¿Cambiaría nuestro clima a partir de esto? ¿Podríamos sobrevivir?
Veamos qué cambiaría en ese caso.
Ilustración de un disco protoplanetario en el que planetas y planetesimales crean "surcos" en el proceso de formación. El disco externo proporciona material que eventualmente termina en mantos, costras, atmósferas y océanos de planetas como el nuestro.Conocemos
bien cómo y qué se ha desarrollado en nuestro sistema solar en los últimos 4.500 millones de años. Una nube molecular de gas con ciertas sustancias que lo enriquecen (alrededor del 2% de los elementos pesados en masa, el 28% de helio y el 70% de hidrógeno) comprime y genera nuevas estrellas. Uno de ellos estaba destinado a convertirse en nuestro Sol, formado junto con el disco protoplanetario que lo rodea, como sucede con casi todas las estrellas.
Durante decenas de millones de años, el sol caliente ha evaporado el material de la parte interna del disco, y la parte externa, más fría, cayó hacia adentro y se reunió alrededor de los núcleos que cobraron vida. Los mundos gigantes más masivos contenían una gran cantidad de los elementos más ligeros (hidrógeno y helio), y los pequeños mundos rocosos no tuvieron éxito. Todo lo demás se hizo mediante interacciones gravitacionales, que determinaron la apariencia actual del sistema solar.
Muchas de las propiedades de la Tierra y el sistema solar parecen especiales, pero pueden no ser necesarias para el surgimiento de la vida. A diferencia de otros planetas rocosos del sistema solar, solo la Tierra tiene una luna que causa el flujo y reflujo y mantiene una inclinación del eje estable. A diferencia de muchos otros sistemas estelares, el nuestro tiene un gigante, Júpiter, ubicado bastante más lejos que el cinturón de asteroides. Y, a diferencia de la mayoría de las estrellas en la Galaxia, estamos ubicados en el borde de un brazo en espiral, a 25,000 años luz del centro galáctico.
La estructura de nuestra Vía Láctea está bastante bien marcada, incluida la posición de nuestro Sol. Hoy no se sabe qué estrellas y regiones de la Galaxia son capaces de soportar la vida.Durante 4.500 millones de años, la vida en la Tierra continuó sobreviviendo y evolucionando, generando cada vez más complejidad, diversidad y codificando cada vez más información en el ADN. Hemos experimentado muchas extinciones masivas, las causas de la mayoría de las cuales no nos son conocidas exactamente. Aunque del 30% al 70% de todas las especies de criaturas vivientes desaparecieron en un momento u otro, durante el último período, desde la caída del asteroide gigante hace 65 millones de años, la vida en la Tierra no se detuvo. El tiempo pasó y la actividad biológica continuó.
El porcentaje de especies extintas en varios intervalos de tiempo. La más grande conocida es la extinción masiva de Pérmico que ocurrió hace 250 millones de años, cuyas causas aún se desconocen.¿Pero de todas las propiedades que tiene la Tierra, que son absolutamente necesarias para la vida? ¿Qué tipo de planeta puede conducir a una historia de vida en la que será diferente de la nuestra, pero la vida en él será posible?
Hasta que encontremos vida fuera de la Tierra, en planetas fuera del sistema solar, las respuestas a tales preguntas serán inevitablemente puramente especulativas. Pero estas no son suposiciones vacías; Estas son declaraciones teóricas emitidas con los mejores logros científicos hasta la fecha. En base a todo lo que sabemos, creemos que las condiciones que permiten que exista la vida son mucho más diversas y flexibles de lo que la mayoría de las personas podrían haber imaginado.
Cuando el Polo Norte de la Tierra se desvía al máximo del Sol, se inclina al máximo hacia la Luna llena ubicada en el otro lado de la Tierra. La luna estabiliza nuestra órbita y ralentiza nuestra rotación. No se sabe si la presencia de dicha luna es necesaria para que la vida se desarrolle y se sostenga en el planeta.Tomemos, por ejemplo, un gran satélite de la Tierra. La interacción gravitacional con él mantiene la estabilidad del eje de rotación de nuestro planeta. La inclinación actual del eje es de 23.5 °, pero en intervalos muy largos varía de 22.1 ° a 24.5 °. En un mundo como Marte, la inclinación del eje ahora es casi la misma que la de la Tierra: aproximadamente 25 °. Pero a intervalos de decenas de millones de años, cambia diez veces más fuerte que la nuestra, de 13 ° a 40 °.
Esto conduce a cambios climáticos significativos en diferentes latitudes de Marte, superando cualquier edad de hielo en la Tierra. Pero mientras la vida pueda sobrevivir a cambios de temperatura a largo plazo o migrar a zonas de temperatura más aceptables, esto no debería ser un factor tan crítico. Curiosamente, las fuerzas de marea de la luna también aumentan la duración de nuestro día, de ≈ 8 horas a 24 horas en los últimos cuatro mil millones de años. Y esto, aparentemente, no afectó la vida de ninguna manera.
El movimiento de los asteroides del cinturón principal y los asteroides troyanos alrededor de Júpiter puede estar sujeto a la influencia de un planeta gigante, pero aún se desconoce si el número de asteroides que cruzan el camino de la Tierra en relación con el mismo sistema estelar pero sin un gigante gaseoso similar aumenta o disminuye la presencia de Júpiter.Esto es muy similar a la cuestión de la presencia de Júpiter en nuestro sistema solar. Sí, la sabiduría convencional es que Júpiter "limpia" el cinturón de asteroides y reduce la probabilidad de que un asteroide choque con la Tierra. Pero, de hecho, hay mucho debate sobre este tema. Por ejemplo, piense en esta pregunta: ¿la presencia de Júpiter aumenta o disminuye la probabilidad de que un asteroide vuele en nuestra dirección? Júpiter actúa en el papel de una fuerza perturbadora, dando al azar velocidad adicional a todo lo que pasa por ella. Se arrojarán muchos asteroides, pero muchos de los estables pueden volverse potencialmente peligrosos. Todavía no estamos completamente seguros de si esto hace una contribución positiva o negativa a la ecuación cósmica de la vida.
Un mapa de la densidad de estrellas en la Vía Láctea y el cielo circundante, que muestra claramente la Vía Láctea, las nubes de Magallanes grandes y pequeñas, y si miras de cerca, NGC 104 está a la izquierda de la Pequeña Nube de Magallanes, NGC 6205 está ligeramente más arriba y a la izquierda del centro galáctico, y NGC 7078 está ligeramente abajo En total, la Vía Láctea contiene de 200 a 400 mil millones de estrellas, y el Sol se encuentra a unos 25,000 años luz de su centro.Además, hay un debate sobre qué estrellas son capaces de soportar la vida. No solo necesitan ser no demasiado masivos y de corta duración, sino también, tal vez, deben tener una masa suficientemente grande que supere un cierto umbral. La mayoría de las estrellas, alrededor del 80%, son enanas rojas. Son tenues,
capturan rápidamente
mareas de planetas y a menudo emiten grandes destellos. ¿Es posible la vida cerca de ellos o necesita una estrella más masiva, similar al sol?
¿Qué pasa con nuestra ubicación en la galaxia? Podemos hablar razonablemente sobre algunas cosas, por ejemplo, sobre la presencia de un número suficiente de elementos pesados. Para obtener planetas rocosos con ingredientes que promuevan la vida, en nuestra opinión, necesitas tener suficientes elementos pesados. Sin ellos, solo pueden aparecer gigantes gaseosos, en los que es imposible una variedad de compuestos de carbono, sin los cuales no se puede crear vida.
Una fotografía del centro galáctico en varias longitudes de onda muestra estrellas, gas, radiación y agujeros negros, así como otras fuentes. Allí se recolectó una gran cantidad de material, incluidos elementos pesados y compuestos orgánicos, los precursores necesarios para la vida. Pero debe haber muchos, o la vida será imposible.¿Pero cuál es este umbral? ¿Es necesario tener una gran cantidad de elementos pesados para que funcione? ¿Y si serán la mitad de las nuestras? ¿Y 10 veces? Cien? Podemos marcar el número de elementos pesados, lo que los astrónomos llaman
metalicidad , en relación con la ubicación de una estrella en una galaxia. Y descubriremos, quizás inesperadamente, que si las estrellas están cerca del plano del disco de la Vía Láctea, y no demasiado cerca, y no demasiado lejos de su centro, entonces serán más o menos similares a las nuestras. El equilibrio necesario de elementos pesados, si suponemos que para la vida es necesario superar un cierto umbral, en realidad existe en la mayoría de las estrellas de la Vía Láctea, que aparece hoy.
La relación entre la disposición de las estrellas en la Vía Láctea y su metalicidad, es decir, la presencia de elementos pesados. Las estrellas que van desde 3.000 años luz desde el centro de la Vía Láctea hasta varias decenas de años luz muestran una abundancia de elementos pesados, muy similar a lo que hay en el sistema solar.Por supuesto, debe haber lugares donde las condiciones sean demasiado duras para la vida. Una estrella demasiado masiva, un 50% más grande que el Sol, no vivirá lo suficiente como para que la vida alcance tal complejidad como en la Tierra. Un planeta habitado que está demasiado cerca de un cruel cataclismo, por ejemplo, de una supernova o un destello de rayos gamma, puede perder su vida en él, aunque hay un debate al respecto, porque la vida puede sobrevivir a este fenómeno. Cuando la densidad de las estrellas es demasiado alta, el planeta simplemente puede ser expulsado de su sistema estelar local o de alguna manera violar críticamente su órbita. Donde estamos, las posibilidades de tal evento son muy pequeñas, pero más cerca del centro de la galaxia habrían crecido increíblemente.
En los centros de las galaxias hay estrellas, gas, polvo y agujeros negros, y todo esto gira en torno al agujero negro supermasivo central e interactúa con él. Estas masas no solo reaccionan al espacio curvo, sino que también curvan el espacio en sí, como resultado de lo cual las interacciones gravitatorias mutuas, que se vierten en el descenso desde las órbitas de las estrellas y los planetas, resultan ser muy frecuentes.Para que la vida se desarrolle con éxito durante miles de millones de años, en nuestra opinión, se necesitan tres ingredientes básicos: la vida debe nacer, las condiciones en el planeta deben ser lo suficientemente estables para que la vida continúe, y el planeta debe evitar eventos que puedan destruir al 100% toda la vida. Es muy fácil imaginar un planeta como Marte, en el que comenzó la vida. Pero si las condiciones del planeta cambian y se vuelven inaceptables para la vida, o si hay una catástrofe por la cual todos los seres vivos mueren, entonces el mundo similar a la Tierra no funcionará.
Los eventos cataclísmicos ocurren en toda la galaxia y en todo el universo, desde supernovas y agujeros negros activos hasta la confluencia de estrellas de neutrones y más. Debido a esto, las áreas del espacio con una densa disposición de estrellas pueden ser demasiado rígidas para la apariencia de la vida, pero para eliminar por completo esta posibilidad, necesitaremos más evidencia de la que tenemos ahora.Sin embargo, hay pocas posibilidades de que surja la vida solo en las partes más densas y dispersas de la Galaxia. El centro galáctico está poblado por estrellas jóvenes y masivas, junto a las cuales la vida está en mayor peligro; En las afueras muy raras de la galaxia, la vida difícilmente habría surgido. Hasta donde sabemos, tan pronto como la vida aparece en el planeta y comienza a habitarlo, es muy difícil de erradicar.
Estamos absolutamente seguros de que las condiciones que existieron en la Tierra después de su aparición condujeron al surgimiento de una biosfera próspera, pero nos parece que condiciones completamente diferentes también podrían conducir a un resultado similar. En la gran ecuación cósmica, uno no debe descartar las posibilidades de que la vida sobreviva y florezca en una gran cantidad de condiciones diversas. Después de todo, la selva, los manantiales hidrotermales y la nieve de la Antártida, todos están llenos de vida. Otro planeta puede no ser adecuado para los humanos, pero puede ser justo para los extraterrestres que crecieron en él.
Ethan Siegel - astrofísico, divulgador científico, autor de ¡Comienza con un golpe! Escribió los libros "Más allá de la galaxia" [ Más allá de la galaxia ] y "Tracknología: la ciencia de Star Trek" [ Treknology ].