Los planetas que orbitan alrededor de estrellas con menos «metales», término que designa los elementos más pesados que el hidrógeno y el helio, podrían inesperadamente tener condiciones más favorables para la aparición de vida compleja que los mundos albergados por estrellas ricas en metales, según un estudio que publica Nature Communications.
La investigación de científicos alemanes señala que la composición química de una estrella influye mucho en la radiación ultravioleta que emite al espacio y, por lo tanto, en las condiciones para la aparición de vida en su sistema.
Un equipo del Instituto Max Planck de Investigación del Sistema Solar y de Química, así como de la Universidad de Gotinga también sugiere que a medida que el universo envejece, «se hace cada vez menos propicio a la aparición de vida compleja en nuevos planetas».
La metalicidad de una estrella está relacionada con la capacidad de sus planetas para rodearse de una capa protectora de ozono, que es un requisito previo importante para la aparición de vida compleja.
Sistemas estelares con más probabilidades de albergar vida
El estudio proporciona así a los científicos que buscan en el cielo sistemas estelares habitables importantes sobre dónde este empeño podría ser especialmente prometedor. Con ayuda de simulaciones numéricas, el estudio se centra en el contenido de ozono de las atmósferas de los exoplanetas. Ese compuesto puede proteger la superficie del planeta (y las formas de vida que residen en ella) de la radiación ultravioleta (UV) que daña las células.
«Queríamos entender qué propiedades debe tener una estrella para que sus planetas formen una capa protectora de ozono», dice Anna Shapiro, del Max Planck y una de las firmantes del estudio.
El equipo se centró en las estrellas que tienen exoplanetas y que en su superficie las temperaturas oscilan entre 5.000 y 6.000 grados, un grupo al que pertenece el Sol.
Metal-poor #stars offer conditions more favourable to the emergence of complex life on their orbiting planets, as researchers from #MPSGoettingen, @MaxPlanckChem and @uniGoettingen report in @NatureComms: https://t.co/lywTjRsaM9 pic.twitter.com/LpQk2toeWC
— @mpsgoettingen@astrodon.social (@MPSGoettingen) April 19, 2023
Influencia de la metalicidad
Los investigadores calcularon exactamente qué longitudes de onda componen la luz ultravioleta emitida por las estrellas y, por primera vez, también tuvieron en cuenta la influencia de la metalicidad.
Esa propiedad describe la proporción entre el hidrógeno y los elementos más pesados (metales) en el material de construcción de la estrella. En el caso del Sol, hay más de 31.000 átomos de hidrógeno por cada átomo de hierro. En el estudio también se consideraron estrellas con menor y mayor contenido en hierro.
Además, investigaron cómo afectaría la radiación UV calculada a las atmósferas de los planetas que orbitan a una distancia adecuada para la vida y simularon qué procesos pone en marcha en la atmósfera del planeta la luz ultravioleta característica de su estrella.
Para calcular la composición de las atmósferas planetarias, los investigadores utilizaron un modelo químico-climático que simula los procesos que controlan el oxígeno, el ozono y otros gases, así como sus interacciones con la luz ultravioleta de las estrellas.
Este modelo permitió investigar una gran variedad de condiciones en los exoplanetas y compararlas con la historia de la atmósfera terrestre en los últimos 500 millones de años.
Estrellas pobres en metales permitiría la formación de una densa capa de ozono
En general, las estrellas pobres en metales emiten más radiación UV que sus homólogas ricas en metales. Pero la proporción entre la radiación ultravioleta C, generadora de ozono, y la ultravioleta B, destructora del mismo, también depende en gran medida de la metalicidad.
En las estrellas pobres en metales predomina la radiación UV-C, lo que permite la formación de una densa capa de ozono y en las otras abunda la UV-B, que hace que esa envoltura protectora sea mucho más escasa.
«Contrariamente a lo esperado, las estrellas pobres en metales deberían ofrecer así condiciones más favorables para la aparición de la vida», concluye Shapiro, citada por el Max Planck.
Además, a medida que el universo envejece, es probable que se vuelva cada vez más hostil a la vida, pues los metales y otros elementos pesados se forman en el interior de las estrellas al final de su vida.
Dependiendo de la masa de la estrella estos materiales se liberan al espacio en forma de viento estelar o en una explosión de supernova, que constituye el material con se formará la próxima generación de estrellas.
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