Imagine un mapa de la V\u00eda L\u00e1ctea que localice los nichos m\u00e1s favorables para la formaci\u00f3n de planetas del tipo terrestre, en los cuales existe la mayor probabilidad de que se desarrollen seres vivos. \u00c9se podr\u00eda ser uno de los desdoblamientos de un estudio de la evoluci\u00f3n de nuestra galaxia efectuado por H\u00e9lio Jaques Rocha-Pinto, del Instituto Astron\u00f3mico y Geof\u00edsico de la Universidad de S\u00e3o Paulo (IAG-USP). En la investigaci\u00f3n que acaba de concluir, Rocha-Pinto estableci\u00f3 c\u00f3mo se distribuyen los elementos qu\u00edmicos en la Galaxia a lo largo del espacio y del tiempo.<\/p>\n
El estudio lleg\u00f3 a otros resultados importantes. Uno de los m\u00e1s significativos es la correcci\u00f3n del m\u00e9todo de c\u00e1lculo de la edad de las estrellas. Tambi\u00e9n descubri\u00f3 un tipo de estrella que puede tener la velocidad de un astro antiguo y, a su vez, la actividad de uno joven. Y demostr\u00f3 que, al contrario de lo que se pensaba, la tasa de formaci\u00f3n de estrellas no es constante, sino que var\u00eda peri\u00f3dicamente. Todas las conclusiones fueron desarrolladas en las fases del doctorado y el posdoctorado del astr\u00f3nomo, que recientemente fue invitado por la Universidad de Virginia, Estados Unidos, para pasar all\u00ed una temporada de dos a\u00f1os en calidad de investigador asociado, a partir de noviembre.<\/p>\n
El estudio m\u00e1s fascinante es el que involucra a los supuestos de la vida extraterrestre en planetas de la V\u00eda L\u00e1ctea -galaxia espiral cuyo disco visible, con cerca de 400 mil millones de estrellas, es tan grande que la luz demora 100 mil a\u00f1os para atravesarlo de punta a punta. La hip\u00f3tesis de que exista vida en planetas de la edad de la Tierra parte de una analog\u00eda: el tiempo necesario para que la vida se desarrollase en nuestro planeta. Como se calcula que la vida aqu\u00ed surgi\u00f3 hace 3.800 millones de a\u00f1os, como mol\u00e9culas org\u00e1nicas en un estadio protobi\u00f3tico, en otros planetas de la misma edad tambi\u00e9n se habr\u00eda desarrollado en un per\u00edodo de tiempo similar. “Indicios de vida en rocas muy antiguas nos llevan a creer que la vida se desarrolla ni bien se dan las condiciones necesarias”, dice Rocha-Pinto.<\/p>\n
“Investigando a composici\u00f3n qu\u00edmica de la Galaxia”, relata Rocha-Pinto, “constatamos que los planetas del tipo terrestre eventualmente existentes tendr\u00edan una edad media de 4.900 millones de a\u00f1os, aproximadamente la misma edad que la Tierra”. Esta dataci\u00f3n de los planetas del tipo terrestre -es decir, rocosos, como la Tierra o Marte, en contraposici\u00f3n a los gaseosos, como J\u00fapiter y Saturno- tambi\u00e9n sugiere que, si existieran otras civilizaciones en la V\u00eda L\u00e1ctea, deben tener un nivel tecnol\u00f3gico comparable al nuestro. Civilizaciones superevolucionadas, como las que pueblan los libros y pel\u00edculas ciencia ficci\u00f3n, dific\u00edlmente ser\u00eda posible encontrarlas en la Galaxia, pues no habr\u00eda pasado el tiempo suficiente para que \u00e9stas se desarrollen.<\/p>\n
“En esta escala de tiempo de 4.900 millones de a\u00f1os”, observa el astr\u00f3nomo, “es probable que el desarrollo de una eventual civilizaci\u00f3n extraterrestre sea similar al de la Tierra”. Con base en una f\u00f3rmula matem\u00e1tica especulativa, el llamado N\u00famero de Drake -que parte de estimaciones de par\u00e1metros tales como la tasa de formaci\u00f3n de estrellas, el n\u00famero de planetas habitables en cada sistema solar y tiempo promedio de vida de una civilizaci\u00f3n capaz de comunicarse mediante ondas electromagn\u00e9ticas-, se calcula que podr\u00edan existir entre 100 y 200 civilizaciones en la V\u00eda L\u00e1ctea.<\/p>\n
La b\u00fasqueda de planetas fuera del sistema solar -los llamados exoplanetas- es una de las actividades m\u00e1s concurridas de la astronom\u00eda, y los resultados se han acumulado r\u00e1pidamente en los \u00faltimos a\u00f1os: ya han sido identificados cerca de 70. Con todo, todos ellos son gigantes gaseosos, con masas cercanas a las de J\u00fapiter y Saturno -por lo tanto, con una alt\u00edsima gravedad, y sin condiciones m\u00ednimas para alojar formas de vida.<\/p>\n
Lo que se pretende es hallar planetas semejantes a la Tierra. Esto es imposible con los equipamientos actuales, pero tres grandes aparatos ser\u00e1n lanzados al espacio antes de que termine esta d\u00e9cada, o al comienzo de la pr\u00f3xima: los telescopios Corot y Darwin, de la Agencia Espacial Europea, y el interfer\u00f3metro Terrestrial Planet Finder (descubridor de planetas terrestres), de la Nasa, la agencia espacial de Estados Unidos.<\/p>\n
Cuando estos instrumentos est\u00e9n operando, los datos que Rocha-Pinto est\u00e1 reuniendo podr\u00e1n ayudarlos a apuntar las lentes y los espejos colectores hacia los objetivos correctos. Para Rocha-Pinto, aqu\u00e9llos que quieran encontrar organismos vivos -no seres ex\u00f3ticos, cuya existencia es mera especulaci\u00f3n, sino seres de alguna manera parecidos a los que habitan la Tierra- debe empezar por regiones del espacio ricas en carbono, nitr\u00f3geno y ox\u00edgeno, elementos fundamentales para la formaci\u00f3n de ADN (\u00e1cido desoxirribonucleico, portador del c\u00f3digo gen\u00e9tico presente en todas las c\u00e9lulas), de las prote\u00ednas y de otras mol\u00e9culas asociadas a la vida.<\/p>\n
Tales elementos no son abundantes, como el hidr\u00f3geno y el helio, creados ya en los primeros minutos del universo, en la “nucleos\u00edntesis primordial”. El carbono, el nitr\u00f3geno, el ox\u00edgeno y otros elementos de masa at\u00f3mica m\u00e1s elevada, son hijos de las estrellas: sus n\u00facleos complejos se forman por la fusi\u00f3n de n\u00facleos simples, en los hirvientes centros estelares, en un proceso de fusi\u00f3n nuclear -responsable por la luz y el calor que recibimos del Sol- que contin\u00faa produci\u00e9ndose en miles de millones de estrellas, siempre enriqueciendo el cosmos con \u00e1tomos pesados.<\/p>\n
Como las l\u00edneas espectrales del carbono, el nitr\u00f3geno y el ox\u00edgeno son dif\u00edciles de observar, una estrategia para mapear los potenciales nichos de vida consiste en buscar estrellas ricas en hierro. Esto se explica de la siguiente manera: en la l\u00ednea de montaje de la fusi\u00f3n nuclear, el hierro (de masa at\u00f3mica 56) se forma despu\u00e9s que el carbono (masa 12), el nitr\u00f3geno (14) y el ox\u00edgeno (16). De esta forma, cuando hay mucho hierro, es de esperar que estos otros elementos tambi\u00e9n est\u00e9n presentes.Y la detecci\u00f3n del hierro se ve facilitada por el hecho de que su \u00e1tomo tiene varias capas electr\u00f3nicas: al fin y al cabo, son los saltos de los electrones de una camada a otra los que hacen que el \u00e1tomo emita la radiaci\u00f3n electromagn\u00e9tica que torna posible observarlo. Por tal motivo, estudiar la evoluci\u00f3n qu\u00edmica de la Galaxia y realizar una prospecci\u00f3n de la vida implica la investigaci\u00f3n de la abundancia de hierro: la llamada metalicidad.<\/p>\n
Marcadas a hierro En estrellas muy calientes (tipos O, B e A), el hierro no puede ser detectado, pues sus \u00e1tomos est\u00e1n ionizados. En las que son muy fr\u00edas (de los tipos K y M), su presencia est\u00e1 mascarada por l\u00edneas espectrales caracter\u00edsticas de las estructuras moleculares. El hierro aparece de manera relevante justamente en los astros que interesan: los de los tipos F y G, que no son ni demasiado c\u00e1lidos ni demasiado fr\u00edos.<\/p>\n “Una de las ventajas de trabajar con estos astros es que tienen una expectativa de vida extremadamente larga. Mientras que las estrellas enormes y calientes del tipo A solamente duran 300 millones de a\u00f1os, las estrellas del tipo solar, las enanas G, sobreviven tanto como la edad de la Galaxia: m\u00e1s de 10 mil millones de a\u00f1os. Por eso, al menos como posibilidad, estamos en condiciones de observar todas las estrellas de esta especie que ya se formaron en la V\u00eda L\u00e1ctea.”Estos astros son los m\u00e1s fuertes candidatos a albergar vida en sus planetas.<\/p>\n La tasa moderada de fusi\u00f3n nuclear les suministra una temperatura suficientemente moderada como para que se puedan desarrollar seres vivos a su alrededor, as\u00ed como una existencia suficientemente larga como para que estos organismos se desarrollen. “Adem\u00e1s, la radiaci\u00f3n de estas estrellas es mucho menos nociva para los componentes esenciales de la vida, como la mol\u00e9cula de ADN. Esto no sucede con las estrellas del tipo A, que emiten cantidades letales de ultravioletas”, agrega Rocha-Pinto.<\/p>\n Una nueva dataci\u00f3n Este estudio preliminar le permiti\u00f3 que, a lo largo de su posdoctorado,pudiera interesarse por planetas del tipo terrestre: “Verificamos que apenas un 10% de los astros de la generaci\u00f3n del Sol, constituidos hace cerca de 4.600 millones de a\u00f1os, tiene una metalicidad superior a la del Sol. Eso significa que el Sol naci\u00f3 con una abundancia de hierro muy superior al promedio. Por lo tanto, no es una estrella t\u00edpica. Esta atipicidad parece haber sido decisiva para la formaci\u00f3n de un planeta terrestre en la zona de habitabilidad y el consecuente desarrollo de organismos vivos”.<\/p>\n Para aclarar esto, el investigador recuerda la hip\u00f3tesis dominante acerca de la formaci\u00f3n de los sistemas planetarios, que propone la siguiente secuencia: inicialmente, una nube de gas y polvo c\u00f3smico se contrae por efecto gravitacional. La concentraci\u00f3n pasa a atraer a la materia circundante. Esta materia no cae directamente en el objeto protoestelar, sino que se asienta en forma de disco en el plano ecuatorial del objeto.<\/p>\n Con este encogimiento, la nube pasa a girar y adquiere la forma de disco. Calentado por la contracci\u00f3n, el objeto pasa a emitir luz y, al alcanzar una temperatura cr\u00edtica, se transforma en estrella, convirtiendo el hidr\u00f3geno en helio por medio de la fusi\u00f3n nuclear. Mientras tanto, los granos materiales de la regi\u00f3n exterior del disco act\u00faan como atractores gravitacionales, acumulando gas y polvo en torno a s\u00ed. La agregaci\u00f3n de materia origina planet\u00e9simos, cuerpos rocosos del tama\u00f1o de los menores asteroides. Luego los planet\u00e9simos se juntan y forman planetas.<\/p>\n Los granos, decisivos en la g\u00e9nesis de los planetas, parecen depender cr\u00edticamente de la metalicidad en la nube protoestelar: “Ambientes muy pobres en metales no lograr\u00edan formar planetas terrestres, debido a la falta de granos capaces de agregar materia. En tanto, los ambientes demasiado metalizados tender\u00edan a generar una cantidad excesiva de granos, produciendo planetas jovianos -semejantes a J\u00fapiter, con el n\u00facleo rocoso y un enorme envoltorio gaseoso- en una regi\u00f3n m\u00e1s pr\u00f3xima a la estrella.<\/p>\n Estos planetas jovianos no solamente podr\u00edan migrar hacia la parte m\u00e1s interna del sistema, dotando de inestabilidad a la \u00f3rbita de cualquier planeta terrestre existente en ese lugar, sino que tambi\u00e9n dejar\u00edan de ofrecer un escudo gravitacional contra la penetraci\u00f3n de cometas como lo hace J\u00fapiter, en el caso del sistema solar. El resultado de ello es una baj\u00edsima probabilidad de que estos sistemas alberguen vida en su zona de habitabilidad”, concluye Rocha-Pinto.<\/p>\n Seg\u00fan Charley Lineweaver, de la Universidad de New South Wales, Australia, la franja de metalicidad propicia para la formaci\u00f3n de planetas terrestres va de 0,5 a 1,2 veces la del Sol. Rocha-Pinto coincide en ese punto, pero no con la dataci\u00f3n de los planetas terrestres de Lineweaver: mientras el brasile\u00f1o calcula la edad media de esos planetas en 4.900 millones de a\u00f1os, para el australiano son 6.400 millones. Sucede que Lineweaver no lleg\u00f3 al n\u00famero solamente a partir de datos de la V\u00eda L\u00e1ctea. “\u00c9l junt\u00f3 informaciones relativas un gran n\u00famero de galaxias y estableci\u00f3 un valor promedio. Es evidente que tal operaci\u00f3n no tiene en cuenta las especificidades de la V\u00eda L\u00e1ctea.<\/p>\n Las cuentas de Lineweaver desplazan el auge de la formaci\u00f3n de estrellas al pasado, lo que resulta en sistemas planetarios muy antiguos. No es eso lo que sucede en nuestra galaxia, que tuvo varios per\u00edodos de intensificaci\u00f3n de la formaci\u00f3n estelar, coincidentes con las \u00e9pocas de mayor aproximaci\u00f3n de las Nubes de Magallanes -dos galaxias peque\u00f1as, de formato irregular, que gravitan en torno a la V\u00eda L\u00e1ctea. Fue justamente en una de esas ocasiones que el sistema solar se constituy\u00f3”. Si el n\u00famero de Lineweaver estuviera correcto, existir\u00edan posibilidades de encontrar en la Galaxia supercivilizaciones como las descritas por la ciencia ficci\u00f3n. Con la dataci\u00f3n calculada por Rocha-Pinto, es menos probable que eso suceda.<\/p>\n Con Walter Maciel, de la USP, y Gustavo Porto de Mello, del Observatorio de Valongo de la Universidad Federal de R\u00edo de Janeiro, Rocha-Pinto calcula las abundancias de hierro, n\u00edquel, sodio, calcio y silicio en una nueva muestra de 325 estrellas de tipo solar, obtenida en el Laboratorio Nacional de Astrof\u00edsica de Itajub\u00e1. “Para que haya vida, es necesario alcanzar cantidades cr\u00edticas de diversos componentes”, dice. “Queremos saber c\u00f3mo se distribuyen por el espacio esas abundancias y c\u00f3mo variaron en el transcurso del tiempo. El resultado ser\u00e1 una especie de gr\u00e1fico de las probabilidades de vida en la Galaxia.”<\/p>\n Para rectificar la edad de las estrellas Este hecho es conocido desde los a\u00f1os 60, pero al no considerar la metalicidad, los estudiosos se equivocaban en la construcci\u00f3n de las l\u00edneas de absorci\u00f3n y, de esta manera, evaluaban incorrectamente las de emisi\u00f3n -puesto que en los gr\u00e1ficos, ambas se superponen. El resultado de ello eran determinaciones equivocadas de la edad estelar. Rocha-Pinto corrigi\u00f3 este error y rehizo la dataci\u00f3n de muchos astros. “As\u00ed pudimos establecer una correlaci\u00f3n adecuada entre la edad de las estrellas y su metalicidad. Y, por lo tanto, llegar a un cuadro mucho m\u00e1s realista de la evoluci\u00f3n qu\u00edmica de la Galaxia.”<\/p>\n Coron\u00f3 el estudio a constataci\u00f3n de que la tasa de formaci\u00f3n de estrellas var\u00eda en la Galaxia, alternando fases m\u00e1s o menos prol\u00edficas. Eso se debe probablemente a la interacci\u00f3n entre la V\u00eda L\u00e1ctea y las dos Nubes de Magallanes, que peri\u00f3dicamente se aproximan: “Existe un puente de gas entre la V\u00eda L\u00e1ctea y las Nubes de Magallanes, lo que indica las recientes interacciones entre ellas. A los per\u00edodos de mayor aproximaci\u00f3n les corresponde una intensificaci\u00f3n de la formaci\u00f3n estelar, tanto aqu\u00ed como all\u00e1”.<\/p>\n Tambi\u00e9n con respecto a la edad estelar, Rocha-Pinto descubri\u00f3 aquellas que llam\u00f3 crojocas ( “cromosf\u00e9ricamente j\u00f3venes y cinem\u00e1ticamente antiguas”), estrellas de comportamiento parad\u00f3jico: como en el caso de las estrellas j\u00f3venes, la cromosfera tiene una intensa actividad, pero se desplaza a altas velocidades, como en las estrellas antiguas. Son el resultado de la fusi\u00f3n de dos estrellas binarias, que nacen muy cerca una de otra. “Este tipo de estrellas solamente era encontrado entre las de tipo A, con gran masa y vida corta, en donde es llamada\u00a0blue straggler<\/em>\u00a0(retardataria azul).<\/p>\n Las crojocas son astros an\u00e1logos al tipo G, de masa relativamente peque\u00f1a y larga vida. Y no son azules, sino amarillas”. A decir verdad, son estrellas viejas cuja cromosfera rejuveneci\u00f3 en la fusi\u00f3n, lo que hace que el astro gire m\u00e1s r\u00e1pido que los que le dieron origen. “Un dato que corrobora nuestra hip\u00f3tesis es aqu\u00e9l que indica que las crojocas casi no poseen litio, una caracter\u00edstica de las estrellas antiguas, porque el litio es r\u00e1pidamente quemado en las etapas iniciales de la vida estelar.”\u00a0<\/em><\/strong><\/p>\n EL PROYECTO<\/strong>
\n<\/strong>“El potencial de excitaci\u00f3n del hierro -la energ\u00eda necesaria para que sus electrones salten de una capa a otra- es comparable con la energ\u00eda de la superficie de estrellas semejantes al Sol, del orden de los 5 a 6 mil grados kelvin (el cero de la escala kelvin, o cero absoluto, es igual a -273,16 grados Celsius). Por eso, en el espectro electromagn\u00e9tico de esas estrellas, identificadas como enanas G, el hierro es el elemento mejor representado”, justifica Rocha-Pinto. El hierro es, a decir verdad, el marcador caracter\u00edstico de este tipo de astros.<\/p>\n
\n<\/strong>Cuando inici\u00f3 su doctoramiento, en 1996, Rocha-Pinto a\u00fan no estaba directamente metido en el \u00e1rea de la astrobiolog\u00eda. Su foco era el aumento de la metalicidad -presencia de hierro-, de acuerdo con la edad de las estrellas. “Las investigaciones anteriores”, cuenta, “investigaban b\u00e1sicamente estrellas del tipo F, como Proci\u00f3n, cuyo tiempo de vida es considerablemente largo -entre 5 y 6 mil millones de a\u00f1os-, empero menor que la edad de la Galaxia. Por eso, las \u00e9pocas m\u00e1s antiguas de la V\u00eda L\u00e1ctea no estaban bien representadas en estos estudios. Lo ideal era investigar estrellas del tipo G, como el Sol. El problema es que la temperatura de estos astros no permit\u00eda efectuar una buena estimativa de sus edades. Nuestra contribuci\u00f3n fue la adopci\u00f3n de otra forma de dataci\u00f3n: la llamada edad cromosf\u00e9rica. Gracias a \u00e9sta, pudimos correlacionar la edad y la metalicidad de un conjunto de 552 estrellas.”<\/p>\n
\n<\/em><\/strong>En el Sol, la cromosfera es la corona que brilla durante los eclipses, una zona enrarecida formada por \u00e1tomos y electrones que el astro emite. En estrellas del tipo solar, la temperatura en la fotosfera (la superficie luminosa) es de 5.600 grados kelvin, y en la cromosfera oscila entre 10 mil y 100 mil grados. En la fotosfera, los \u00e1tomos o electrones absorben fotones (part\u00edculas de luz) y en la cromosfera los emiten. Por eso, en el espectro electromagn\u00e9tico, la fotosfera es identificada por l\u00edneas de absorci\u00f3n y la cromosfera, generalmente, por l\u00edneas de emisi\u00f3n. El an\u00e1lisis de esas l\u00edneas permite estimar la edad de la estrella, pues, a medida que \u00e9sta envejece, gira cada vez m\u00e1s despacio, esto afecta a su campo magn\u00e9tico y, por lo tanto, a la temperatura de la cromosfera, disminuyendo la intensidad de la l\u00ednea de emisi\u00f3n.<\/p>\n
\nLa Evoluci\u00f3n Gal\u00e1ctica y la Actividad Cromosf\u00e9rica<\/em>
\nMODALIDAD<\/strong>
\nBeca de Posdoctorado
\nCOORDINADOR<\/strong>
\nH\u00e9lio Jaques Rocha-Pinto – Instituto Astron\u00f3mico y Geof\u00edsico de la USP
\nINVERSI\u00d3N<\/strong>
\nR$ 34.320<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Establecen una conexi\u00f3n entre la evoluci\u00f3n qu\u00edmica de la V\u00eda L\u00e1ctea y la formaci\u00f3n de planetas terrestres","protected":false},"author":127,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_exactmetrics_skip_tracking":false,"_exactmetrics_sitenote_active":false,"_exactmetrics_sitenote_note":"","_exactmetrics_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[181],"tags":[],"coauthors":[437,785],"class_list":["post-72841","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-ciencia-es"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/72841","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/127"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=72841"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/72841\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=72841"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=72841"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=72841"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=72841"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}