Las supernovas y la vida en la Tierra parecen estar estrechamente relacionadas
por la Universidad Técnica de Dinamarca
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Ilustración de la Vía Láctea vista desde la Tierra donde la supernova acelera los rayos cósmicos a altas energías. Algunas de estas partículas de rayos cósmicos entran en la atmósfera de la Tierra, donde producen estructuras de lluvia de partículas secundarias. Un resultado sorprendente es que los cambios en los rayos cósmicos a lo largo de la historia de la Tierra han influido en la vida en la Tierra. Crédito: H. Svensmark / DTU Space |
Se ha descubierto un vínculo notable entre el número de estrellas cercanas en explosión, llamadas supernovas, y la vida en la Tierra.
La evidencia demuestra una estrecha conexión entre la fracción de materia orgánica enterrada en los sedimentos y los cambios en la ocurrencia de supernovas. Esta correlación es evidente durante los últimos 3.500 millones de años y con mayor detalle durante los 500 millones de años anteriores.
La correlación indica que las supernovas han establecido las condiciones esenciales para que exista vida en la Tierra. Esto se concluye en un nuevo artículo de investigación publicado en la revista científica Geophysical Research Letters por el investigador principal Dr. Henrik Svensmark, DTU Space.
Según el artículo, una explicación del vínculo observado entre las supernovas y la vida es que las supernovas influyen en el clima de la Tierra. Un gran número de supernovas conduce a un clima frío con una diferencia de temperatura significativa entre el ecuador y las regiones polares. Esto da como resultado vientos fuertes y mezcla de océanos, vitales para entregar nutrientes a los sistemas biológicos. La alta concentración de nutrientes conduce a una mayor bioproductividad y un enterramiento más extenso de materia orgánica en los sedimentos. Un clima cálido tiene vientos más débiles y menos mezcla de océanos, menor suministro de nutrientes, menor bioproductividad y menos enterramiento de materia orgánica.
"Una consecuencia fascinante es que mover materia orgánica a los sedimentos es indirectamente la fuente de oxígeno. La fotosíntesis produce oxígeno y azúcar a partir de la luz, el agua y el CO2. Sin embargo, si el material orgánico no se mueve hacia los sedimentos, el oxígeno y la materia orgánica se convierten en CO2 y agua. El entierro de material orgánico evita esta reacción inversa. Por lo tanto, las supernovas controlan indirectamente la producción de oxígeno, y el oxígeno es la base de toda vida compleja", dice el autor Henrik Svensmark.
En el documento, una medida de la concentración de nutrientes en el océano durante los últimos 500 millones de años se correlaciona razonablemente con las variaciones en la frecuencia de las supernovas. La concentración de nutrientes en los océanos se determina midiendo los oligoelementos en la pirita (FeS2, también llamada "oro de los tontos") incrustada en el esquisto negro, que se sedimenta en el lecho marino. Es posible estimar la fracción de material orgánico en los sedimentos midiendo el carbono 13 en relación con el carbono 12. Dado que la vida prefiere el átomo de carbono 12 más ligero, la cantidad de biomasa en los océanos del mundo cambia la proporción entre el carbono 12 y el carbono 13 medido en los sedimentos marinos.
"La nueva evidencia apunta a una interconexión extraordinaria entre la vida en la Tierra y las supernovas, mediada por el efecto de los rayos cósmicos en las nubes y el clima", dice Henrik Svensmark.
El vínculo con el clima
Estudios anteriores de Svensmark y sus colegas han demostrado que los iones ayudan a la formación y el crecimiento de aerosoles, lo que influye en la fracción de nubes. Dado que las nubes pueden regular la energía solar que puede llegar a la superficie de la Tierra, el vínculo entre los rayos cósmicos y las nubes es importante para el clima. La evidencia empírica muestra que el clima de la Tierra cambia cuando cambia la intensidad de los rayos cósmicos. La frecuencia de las supernovas puede variar en varios cientos por ciento en escalas de tiempo geológico, y los cambios climáticos resultantes son considerables.
"Cuando las estrellas pesadas explotan, producen rayos cósmicos hechos de partículas elementales con enormes energías. Los rayos cósmicos viajan a nuestro sistema solar, y algunos terminan su viaje chocando con la atmósfera de la Tierra. Aquí, son responsables de ionizar la atmósfera", dice.
Después de todo, los exoplanetas bloqueados por las mareas pueden albergar vida
por Christopher Plain
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| Crédito: thedebrief.org |
Según una nueva propuesta, un fenómeno conocido como superrotación puede significar que los exoplanetas bloqueados por las mareas, o los planetas cuyas órbitas están bloqueadas con su estrella anfitriona, ahora también son candidatos potenciales en la búsqueda de vida extraterrestre. Los astrobiólogos y otros cazadores de vida no terrestres han descartado previamente estos cuerpos, pero esta última propuesta ofrece una hoja de ruta que parece volver a poner este tipo de planetas comunes en la lista cuando se busca vida extraterrestre.
Antecedentes: problemas de agua y bloqueos de mareas
En la Tierra, el agua y la vida van de la mano. Y aunque todavía no se ha detectado definitivamente ninguna señal de vida fuera de la Tierra, los astrobiólogos han priorizado los planetas en la zona habitable de su estrella anfitriona como objetivos para la búsqueda de E.T. Eso es porque los planetas en esta órbita estelar preferida están en el lugar exacto correcto para permitir que exista agua líquida en su superficie, algo que experimentamos como clave para la vida.
Ahora, esta última propuesta del sitio web NOW de Northrop Grumman sugiere que incluso los planetas bloqueados por las mareas que orbitan muy cerca de sus estrellas anfitrionas pueden tener un mecanismo, conocido simplemente como superrotación, que les permitiría retener agua líquida a pesar de un lado de la superficie. El planeta está en oscuridad permanente, y el otro lado está en luz solar permanente.
Análisis: estrellas enanas rojas y la superrotación
"Si todas las estrellas fueran tan brillantes como el sol, estos planetas en órbita cercana (bloqueados por mareas) aún estarían descartados", explica la publicación, "todo el planeta, incluso el lado de la noche perpetua, se volvería muy caliente".
Sin embargo, la publicación señala que la mayoría de las estrellas que vemos en el cielo no son como nuestra Tierra, sino que son una bola de fusión nuclear mucho más pequeña y más tenue conocida como enana roja. Por ejemplo, The Debrief cubrió previamente los esfuerzos de los astrónomos que planean usar el telescopio James Webb para buscar en la estrella enana roja Trappist-1 signos de vida en uno de los siete exoplanetas ya identificados dentro de su sistema.
Ahora, señala la publicación, "investigaciones y modelos recientes, publicados en el Astrophysical Journal, sugieren que los procesos naturales en algunos planetas bloqueados por mareas podrían permitir que el agua de la superficie permanezca líquida sin hervir ni congelarse".
Ese proceso es superrotación, o como lo explica la publicación, "un viento constante o una corriente lo suficientemente fuerte como para dar la vuelta al planeta más rápido que la velocidad de rotación del planeta sólido".
Tal corriente podría, en teoría, permitir que el agua del lado del sol se mantenga lo suficientemente fría sin evaporarse, al tiempo que envía suficiente energía al lado frío para evitar que toda el agua atrapada en la oscuridad perpetua se congele.
"Esto suena vagamente a magia", admite la publicación, "pero no lo es: solo se necesita energía, que en última instancia se deriva de la luz de las estrellas".
El resultado de esta superrotación, aclara la publicación, es cómo esa energía se redistribuye en todo el planeta.
“Las atmósferas y los océanos no se quedan simplemente en un lugar, esperando ser hervidos o congelados. Desarrollan vientos y corrientes. Y si son lo suficientemente fuertes, están en el lugar correcto y soplan o fluyen en la dirección correcta, pueden transferir el calor del lado del día al lado de la noche con la suficiente eficacia para conservar el agua líquida".
Perspectivas: otro lugar para buscar vida
La mayoría de las misiones de caza de vida actuales se centran en planetas rocosos dentro de la zona habitable de una estrella. Y hasta la fecha, ninguno de los candidatos programados para estudiar está bloqueado por las mareas. Sin embargo, si esta nueva teoría resulta ser un hecho, y estos tipos de planetas comunes alrededor de estrellas particularmente comunes son candidatos viables, la situación puede cambiar.
"Si la superrotación resulta ser común en el universo, la búsqueda de exoplanetas habitables se revolucionará", concluye el artículo. “Nuestra tecnología de búsqueda de exoplanetas ya es capaz de detectar vientos en exoplanetas y nuestras capacidades continúan creciendo. Si los planetas que orbitan en las zonas habitables de las estrellas enanas rojas pueden ser candidatos para la habitabilidad, examinarlos podría ser un programa de investigación muy ajetreado en las próximas décadas”.
La vida compleja puede preferir planetas inclinados sobre su eje, dice una nueva investigación
por Candy Chan
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| Crédito: thedebrief.org |
Los planetas inclinados sobre su eje, como la Tierra, son más capaces de desarrollar vida compleja, según una nueva investigación financiada por la NASA que se presentó en la Conferencia de Geoquímica Goldschmidt.
"Nuestro estudio proporciona información sobre los escenarios planetarios que favorecen la oxigenación de los entornos superficiales y el desarrollo de hábitats adecuados para la vida avanzada, tanto en la Tierra antigua como en exoplanetas distantes", dijo la Dra. Stephanie Olson, investigadora principal, en un correo electrónico a The Debrief. "Este trabajo puede ayudarnos a comprender nuestros propios orígenes y a priorizar los exoplanetas para los esfuerzos de detección de vida".
Antecedentes: la búsqueda de la vida en el espacio exterior
Desde que los científicos descubrieron por primera vez exoplanetas orbitando estrellas distantes en 1992, han estado buscando signos de vida en el espacio exterior. Incluso para sostener la vida básica, los exoplanetas necesitan agua líquida, lo que significa que deben estar a la distancia justa de sus estrellas anfitrionas, conocida como la "Zona Ricitos de Oro".
Si bien el agua puede sustentar la vida básica, no es suficiente para sustentar organismos más avanzados. Para que eso suceda, también debe haber oxígeno atmosférico disponible.
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Representación artística de una molécula de oxígeno (Wikimedia Commons). |
“Hay varios factores a considerar al buscar vida en otro planeta. El planeta debe estar a la distancia adecuada de su estrella para permitir el agua líquida y tener los ingredientes químicos para el origen de la vida. Pero no todos los océanos serán excelentes huéspedes para la vida tal como la conocemos, y un subconjunto aún más pequeño tendrá hábitats adecuados para que la vida avance hacia una complejidad de grado animal”, dijo el Dr. Olson.
El oxígeno es fundamental para la respiración y, aunque las formas de vida básicas pueden producir cantidades limitadas de oxígeno como lo hacían en la Tierra primitiva, esto no es suficiente para las formas de vida más complejas como las plantas y los animales que proliferan en la actualidad.
Análisis: ¿qué pasa con la inclinación?
En este estudio, los científicos crearon un modelo sofisticado de las condiciones necesarias para que la vida en la Tierra produzca oxígeno.
“El modelo nos permite cambiar cosas como la duración del día, la cantidad de atmósfera o la distribución de la tierra para ver cómo responden los ambientes marinos y la vida productora de oxígeno en los océanos”, dijo el Dr. Olson.
Los investigadores encontraron que tres factores en particular podrían haber aumentado la producción de oxígeno: aumento de la duración del día, mayor presión en la superficie y formación de continentes. Estos factores influyen en los patrones de circulación de los océanos y el transporte de nutrientes asociado, los cuales contribuyeron a la oxigenación de la Tierra.
Pero el resultado más interesante se produjo cuando modelaron la "oblicuidad orbital": cómo se inclinaban los planetas al girar en torno a su estrella. Megan Barnett, una estudiante graduada de la Universidad de Chicago involucrada en la investigación, dijo: “Una mayor inclinación aumentó la producción de oxígeno fotosintético en el océano en nuestro modelo, en parte al aumentar la eficiencia con la que se reciclan los ingredientes biológicos. El efecto fue similar a duplicar la cantidad de nutrientes que sustentan la vida".
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(Crédito: Dennis Nilsson / Wikimedia Commons) |
La esfera de la Tierra se inclina sobre su eje en un ángulo de 23,5 grados, lo que le da al planeta su estacionalidad. Esta es una inclinación modesta, en comparación con Urano con su inclinación de 98 grados. “A modo de comparación, la torre inclinada de Pisa se inclina alrededor de 4 grados, por lo que las inclinaciones planetarias pueden ser bastante sustanciales”, dijo Barnett.
Sin embargo, la modesta inclinación de la Tierra es perfecta para la proliferación de vida. El Dr. Olson dijo a The Debrief que "[la] inclinación modesta de un planeta sobre su eje puede aumentar la probabilidad de que desarrolle atmósferas oxigenadas que podrían servir como faros de vida microbiana y alimentar el metabolismo de organismos grandes".
Perspectivas: oxígeno dudoso
La investigación sobre la inclinación de los planetas jugará un papel importante en el Programa de Exploración de Exoplanetas de la NASA, en busca de vida más allá de nuestro sistema solar. Sin embargo, no está hecho.
El Dr. Olson dijo: “Un siguiente paso importante es explorar el potencial de acumulación abiótica de oxígeno en planetas de alta oblicuidad, es decir, oxígeno que no es producido por la vida, y si podemos engañarnos pensando que hemos encontrado vida en mundos inclinados."
Modificado por orbitaceromendoza
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