Los exoplanetas tienen más probabilidades de albergar vida extraterrestre de lo que pensamos, según un estudio

La lista de lugares donde los científicos deberían buscar signos de vida extraterrestre se hizo mucho más larga, ya que una nueva investigación sugiere que ciertas clases de exoplanetas podrían ser más hospitalarios de lo que se pensaba.

Los exoplanetas ricos en agua y las lunas heladas como Europa en Júpiter y Encelado en Saturno son objetivos potenciales para los astrobiólogos que buscan signos de vida en otras partes del cosmos. Pero hasta hace poco se suponía que para muchos exoplanetas ricos en agua más grandes que la Tierra pero más pequeños que Neptuno, la formación de hielo en las profundidades del planeta evitaría que los minerales importantes en su núcleo rocoso llegaran al agua más cerca de la superficie.

Sin embargo, en un nuevo estudio publicado el martes en Nature Communications , investigadores franceses y noruegos utilizaron nuevas técnicas de modelado para demostrar que sales como el cloruro de sodio podrían transportarse desde el núcleo rocoso de un planeta, a través de una dura capa de hielo, para enriquecer el agua de un exoplaneta. Ese es un paso crucial para cualquier vida que pueda desarrollarse en un océano extraño.

“La presencia de electrolitos en el océano, como las sales disueltas, es una condición necesaria pero, por supuesto, no suficiente para la habitabilidad”, dijo Jean-Alexis Hernandez, físico mineral de la Instalación Europea de Radiación Sincrotrón en Grenoble, Francia, y autor principal del estudio. estudiar.

Una de las razones por las que Europa y Encelado atraen la curiosidad de los científicos es que se cree que no solo albergan océanos de agua globales debajo de sus caparazones helados, sino que esos océanos están en contacto directo con los mantos rocosos de esas lunas . Los minerales de esa roca, especialmente si se combinan con una fuente de energía como los respiraderos geotérmicos en el fondo del océano, podrían proporcionar un entorno en el que la vida podría evolucionar y sobrevivir.

Pero los científicos creen que los exoplanetas similares del mundo del océano helado entre el tamaño de la Tierra y Neptuno (super-Tierras y mini-Neptunos) exhiben estructuras diferentes. Aproximadamente la mitad de los exoplanetas conocidos se encuentran en estas categorías de tamaño, aunque no se sabe cuántos de ellos son ricos en agua o contienen océanos globales.

Debido a la inmensa presión en el fondo de los océanos en las súper Tierras y los mini-Neptunos, el hielo de alta presión formaría un manto grueso alrededor del núcleo del exoplaneta, sellando la roca rica en minerales del océano de arriba.

Estos hielos de alta presión existirían en fases exóticas, haciéndolos muy diferentes al hielo que se encuentra naturalmente en la Tierra.

“Al contrario del hielo que tenemos en la superficie de la Tierra (hielo I), todos estos hielos [de alta presión] son ​​más densos que el agua líquida”, lo que lleva a la formación de ese manto helado debajo del océano subterráneo de un exoplaneta, dijo el Dr. Hernández. dijo. “Estos hielos también son mucho más rígidos que el hielo I”.

Mientras que el hielo I se forma cuando el agua llega a congelarse, los hielos a alta presión pueden formarse a partir del agua a temperatura ambiente bajo alta presión. La compresión a 2000 veces la presión atmosférica de la Tierra produce el hielo VII, que consiste en cristales cúbicos. Una mayor presión convierte el hielo VII en “hielo supersónico”, donde los átomos de hidrógeno en el agua se mueven libremente mientras que los átomos de oxígeno permanecen encerrados en una estructura cristalina.

“Esta transición hace que el hielo sea conductor, lo que podría estar en el origen de los campos magnéticos no dipolares de Urano y Neptuno”, dijo el Dr. Hernández.

Es importante destacar que, mientras que el hielo terrestre y otras formas como el hielo VI expulsan iones de sal de su estructura cuando luego cristalizan, agregó, su conocido hielo VII y el hielo supersónico pueden retener mayores concentraciones de sales disueltas. Si pudiera retener las sales, entonces el mecanismo conocido podría ponerlas en contacto con el océano en un exoplaneta.

Ya sea que estén hechos de hielo o roca, los mantos de los planetas fluyen a través de patrones de convección, aunque muy lentamente en escalas de tiempo geológico. Esto se debe a la diferencia de temperatura entre la parte superior e inferior del manto.

“Al igual que en una sartén, el material en el fondo está más caliente hasta el punto en que se vuelve menos denso que el que lo rodea y comienza a elevarse”, dijo el Dr. Hernández. “Al llegar a la cima, se enfría progresivamente y se vuelve más denso que el entorno y comienza a hundirse”.

Lo que muestra el modelo en el documento, agregó, es que el hielo a alta presión podría retener sal disuelta en todo el rango de condiciones de presión y temperatura que podría encontrar mientras se somete a convección. En lugar de sellar el núcleo rocoso cargado de minerales del océano subterráneo, los mantos de hielo de alta presión podrían actuar para transportar esos minerales al agua.

Los hallazgos significan que los científicos no deberían tachar un exoplaneta de su lista de mundos potencialmente habitables solo porque es un mini-Neptuno, pero tampoco son definitivos. El Dr. Hernández se apresura a señalar que el estudio es limitado y que otros factores aún podrían hacer que esos planetas sean inhóspitos para la vida.

“Nuestro estudio se limita al [cloruro de sodio], y se deben investigar otros electrolitos”, dijo. “La vida requiere muchas otras condiciones además de la presencia de electrolitos en el océano, por lo que no pretendemos evaluar la habitabilidad de estos planetas, sino que simplemente mostramos que pueden no ser tan simples químicamente como se esperaba”.

 

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