La luz ultravioleta es lo que podría llamarse un tipo controvertido de radiación. Por un lado, la sobreexposición puede provocar quemaduras solares, un mayor riesgo de cáncer de piel y daños en la vista y el sistema inmunológico de una persona. Por otro lado, también tiene enormes beneficios para la salud, que incluyen promover el alivio del estrés y estimular la producción natural de vitamina D, serotonina y melanina del cuerpo.
Y de acuerdo con un nuevo estudio de un equipo de la Universidad de Harvard y el Centro Harvard-Smithsoniano de Astrofísica (CfA), la radiación ultravioleta puede haber jugado un papel crítico en la aparición de la vida aquí en la Tierra. Como tal, determinar cuánta radiación UV es producida por otros tipos de estrellas podría ser una de las claves para encontrar evidencia de vida en los planetas que las orbitan.
El estudio, titulado "El entorno UV de superficie en planetas que orbitan enanos M: implicaciones para la química prebiótica y la necesidad de seguimiento experimental", apareció recientemente en El diario astrofísico. Dirigido por Sukrit Ranjan, investigador postdoctoral visitante en el CfA, el equipo se centró en las estrellas de tipo M (enana roja) para determinar si esta clase de estrella produce suficiente radiación UV para impulsar los procesos biológicos necesarios para que emerja la vida.
Estudios recientes han indicado que la radiación UV puede ser necesaria para la formación de ácido ribonucleico (ARN), que es necesario para todas las formas de vida tal como la conocemos. Y dada la velocidad a la que se han descubierto planetas rocosos alrededor de estrellas enanas rojas en los últimos tiempos (por ejemplo, Proxima b, LHS 1140b y los siete planetas del sistema TRAPPIST-1), la cantidad de radiación UV que emiten las enanas rojas podría ser central para determinando la habitabilidad del exoplaneta.
Como explicó el Dr. Ranjan en un comunicado de prensa de CfA:
“Sería como tener una pila de leña y encender y querer encender un fuego, pero no tener una cerilla. Nuestra investigación muestra que la cantidad correcta de luz ultravioleta podría ser una de las coincidencias que da vida a la que sabemos que se enciende ".
Por el bien de su estudio, el equipo creó modelos de transferencia radiativa de estrellas enanas rojas. Luego buscaron determinar si el entorno UV en planetas análogos a la Tierra prebióticos que los orbitaban sería suficiente para estimular los fotoprocesos que conducirían a la formación de ARN. A partir de esto, calcularon que los planetas que orbitan alrededor de las estrellas enanas M tendrían acceso a 100–1000 veces menos radiación UV bioactiva que una Tierra joven.
Como resultado, la química que depende de la luz ultravioleta para convertir elementos químicos y condiciones prebióticas en organismos biológicos probablemente se cerraría. Alternativamente, el equipo estimó que incluso si esta química pudiera proceder bajo un nivel disminuido de radiación UV, funcionaría a una velocidad mucho más lenta que en la Tierra hace miles de millones de años.
Como Robin Wordsworth, profesor asistente de la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de Harvard y coautor del estudio, explicó, esto no es necesariamente una mala noticia en lo que respecta a las cuestiones de habitabilidad. "Puede ser una cuestión de encontrar el punto óptimo", dijo. "Debe haber suficiente luz ultravioleta para desencadenar la formación de la vida, pero no tanto como para erosionar y eliminar la atmósfera del planeta".
Estudios anteriores han demostrado que incluso las enanas rojas tranquilas experimentan llamaradas dramáticas que periódicamente bombardean sus planetas con explosiones de energía UV. Si bien esto se consideró algo peligroso, que podría despojar a los planetas en órbita de sus atmósferas e irradiar vida, es posible que tales destellos puedan compensar los niveles más bajos de UV que la estrella produce constantemente.
Esta noticia también viene inmediatamente después de un estudio que indicó cómo los planetas exteriores del sistema TRAPPIST-1 (incluidos los tres ubicados dentro de su zona habitable) aún podrían tener mucha agua en sus superficies. Aquí también, la clave fue la radiación UV, donde el equipo responsable del estudio monitoreó los planetas TRAPPIST-1 en busca de signos de pérdida de hidrógeno de sus atmósferas (un signo de fotodisociación).
Esta investigación también recuerda un estudio reciente dirigido por el profesor Avi Loeb, presidente del departamento de astronomía de la Universidad de Harvard, director del Instituto de Teoría y Computación, y también miembro del CfA. Titulado, "Probabilidad relativa de la vida en función del tiempo cósmico", Loeb y su equipo concluyeron que las estrellas enanas rojas son las más propensas a dar vida debido a su baja masa y extrema longevidad.
En comparación con las estrellas de mayor masa que tienen una vida útil más corta, es probable que las estrellas enanas rojas permanezcan en su secuencia principal durante seis a doce billones de años. Por lo tanto, las estrellas enanas rojas ciertamente estarían alrededor el tiempo suficiente para acomodar incluso una tasa de evolución orgánica muy desacelerada. A este respecto, este último estudio podría incluso considerarse una posible resolución para la paradoja de Fermi: ¿dónde están todos los extraterrestres? ¡Todavía están evolucionando!
Pero como lo indicó Dimitar Sasselov, el profesor de astronomía Phillips en Harvard, el director de la Iniciativa Orígenes de la vida y coautor del artículo, todavía hay muchas preguntas sin respuesta:
“Todavía tenemos mucho trabajo por hacer en el laboratorio y en otros lugares para determinar cómo los factores, incluidos los rayos UV, intervienen en la cuestión de la vida. Además, debemos determinar si la vida puede formarse a niveles de UV mucho más bajos que los que experimentamos aquí en la Tierra ".
Como siempre, los científicos se ven obligados a trabajar con un marco de referencia limitado cuando se trata de evaluar la habitabilidad de otros planetas. Hasta donde sabemos, la vida existe solo en el planeta (es decir, la Tierra), lo que naturalmente influye en nuestra comprensión de dónde y bajo qué condiciones puede prosperar la vida. Y a pesar de la investigación en curso, la cuestión de cómo surgió la vida en la Tierra sigue siendo un misterio.
Si la vida se encontrara en un planeta que orbita una enana roja, o en ambientes extremos que pensamos que son inhabitables, sugeriría que la vida puede emerger y evolucionar en condiciones muy diferentes a las de la Tierra. En los próximos años, se espera que las misiones de próxima generación como el telescopio espacial James Webb sean el Telescopio Gigante de Magallanes para revelar más sobre las estrellas distantes y sus sistemas de planetas.
Es probable que la recompensa de esta investigación incluya nuevas ideas sobre dónde puede surgir la vida y las condiciones bajo las cuales puede prosperar.
