El agua líquida se considera ampliamente uno de los elementos más importantes de la vida. Pero una nueva investigación sugiere que los mundos que se desplazan a través de la oscuridad del espacio interestelar aún pueden ser habitables, incluso sin el calor de las estrellas cercanas.
Un equipo de científicos del Excellence Cluster Origins de la Universidad Ludwig Maximilian de Munich (LMU) y el Instituto Max Planck de Física Extraterrestre (MPE) ha descubierto que las lunas que orbitan alrededor de planetas que flotan libremente pueden haber podido sustentar océanos de agua líquida durante hasta 4.300 millones de años. Según los investigadores, las densas atmósferas de hidrógeno combinadas con el calor de las mareas podrían mantener estas lunas distantes lo suficientemente calientes como para que la vida se desarrolle potencialmente durante grandes períodos de tiempo.
Planetas rebeldes y lunas errantes
Los sistemas planetarios suelen formarse en entornos caóticos. En las primeras etapas de desarrollo, los planetas gigantes pueden acercarse peligrosamente unos a otros y, en ocasiones, expulsar por completo a los mundos vecinos de su sistema solar. Estos mundos expulsados se conocen como planetas flotantes libres (FFP, por sus siglas en inglés) o planetas rebeldes, porque viajan a través de la galaxia sin orbitar una estrella.
Trabajos anteriores dirigidos por la física de la LMU, Dra. Giulia Rocketti, demostraron que los planetas gigantes expulsados de sus sistemas pueden conservar algunas de sus lunas después de ser expulsados al espacio profundo.
Incluso si las lunas sobreviven, sus órbitas pueden cambiar drásticamente. En lugar de seguir una trayectoria casi circular, a menudo viajan en órbitas muy alargadas alrededor de sus planetas.
El calor de las mareas puede mantener caliente el océano
A medida que estas lunas se acercan y se alejan de su planeta en cada órbita, fuertes fuerzas gravitacionales las estiran y aprietan constantemente. Esta flexión repetida genera calor interno a través de la fricción, un proceso conocido como calentamiento de marea.
Los investigadores han descubierto que este calor puede ser lo suficientemente fuerte como para evitar que la superficie de los océanos se congele, incluso en el frío extremo del espacio interestelar donde no hay luz solar disponible.
Que ese calor quede atrapado cerca de la superficie depende de la atmósfera.
En la Tierra, el dióxido de carbono actúa como un importante gas de efecto invernadero que ayuda a retener el calor. Estudios anteriores han sugerido que una atmósfera rica en dióxido de carbono podría mantener condiciones habitables en las exolunas durante hasta 1.600 millones de años. Pero en el ambiente helado alrededor de los planetas rebeldes, el dióxido de carbono eventualmente se condensaría y perdería gran parte de su potencial de calentamiento.
La atmósfera de hidrógeno puede atrapar el calor
Para solucionar este problema, los investigadores han buscado atmósferas ricas en hidrógeno.
Las moléculas de hidrógeno suelen dejar pasar fácilmente la radiación infrarroja. Sin embargo, a presiones muy altas, las colisiones entre moléculas de hidrógeno crean interacciones moleculares temporales que pueden absorber y atrapar la radiación térmica. Este efecto se llama absorción inducida por colisión.
Debido a que el hidrógeno es estable a temperaturas muy bajas, los investigadores han descubierto que puede actuar como una manta aislante eficaz alrededor de estas lunas, ayudándolas a retener el calor durante miles de millones de años.
Pistas sobre el origen de la vida
Los hallazgos también pueden proporcionar información sobre cómo surgió la primera vida en la Tierra.
“Nuestra colaboración con el equipo del profesor Dieter Braun nos ha ayudado a comprender que la vida no requiere que el sol sea la cuna”, afirmó David Dahlboding, investigador doctoral de la LMU y autor principal del estudio. “Descubrimos una conexión clara entre esta luna distante y la Tierra primitiva, donde las altas concentraciones de hidrógeno a través de impactos de asteroides podrían haber creado las condiciones para la vida”.
Los investigadores también sugieren que la energía de las mareas puede impulsar una importante actividad química. La constante expansión y contracción de una luna puede crear ciclos húmedos y secos recurrentes en los que el agua se evapora y condensa repetidamente. Los científicos creen que estos ciclos pueden ayudar a crear moléculas complejas que son esenciales para la vida.
Mundos habitables escondidos por toda la galaxia
Los astrónomos creen que los planetas rebeldes pueden ser extremadamente comunes en toda la Vía Láctea. Algunos especulan que nuestra galaxia puede tener tantos planetas flotantes como estrellas.
Si muchos de estos planetas también albergan lunas, el número de posibles entornos donde podría existir vida podría ser mucho mayor de lo que se pensaba anteriormente. Una nueva investigación sugiere que es posible que los mundos habitables no necesiten luz solar y que la vida podría originarse y sobrevivir en las regiones más oscuras del espacio.
