La Singularidad Desnuda

Un universo impredecible de pensamientos y cavilaciones sobre ciencia, tecnología y otros conundros

Posts Tagged ‘Astrobiología’

La libración podría favorecer la habitabilidad de planetas extrasolares

Posted by Carlos en enero 1, 2008

La lista de planetas extrasolares conocidos no para de aumentar, aunque debido a las técnicas empleadas para la detección de los mismos suele tratarse de cuerpos masivos que orbitan muy cerca de su primaria. Desde el punto de vista astrobiológico esto no es una situación ideal, aunque tampoco debería ser fatal per se. Al fin y al cabo, la zona de habitabilidad de estrellas enanas suele estar precisamente en una franja muy cercana a las mismas. Éste es el caso por ejemplo del sistema Gliese (véase aquí y aquí). Sin embargo, hay un segundo factor asociado que sí puede plantear serias dificultades: al estar tan cerca de la estrella principal, la rotación del planeta se ancla rápidamente en resonancia con el periodo orbital, de manera que en cada traslación se da un número entero o semientero de rotaciones. La resonancia más común es la 1:1, lo que indica que el planeta siempre tiene una cara orientada a su sol, y otra en eterna noche. En estas circunstancias, una de las caras tendría altísimas temperaturas, mientras que la otra se congelaría, lo que ciertamente no es el mejor escenario para el desarrollo de la vida.

No obstante, hay una condición orbital que puede atemperar la situación, incluso en planetas anclados en resonancia 1:1. Se trata de la libración, un fenómeno producido por la excentricidad de la órbita de traslación y la inclinación del eje de rotación, y que hace que la zona expuesta a la estrella o a la noche no sea siempre la misma. La libración es algo bien conocido en el caso de la Luna, que está precisamente anclada a la Tierra en resonancia 1:1. En primer lugar, el eje de rotación de la Luna tiene una inclinación de unos 6º, motivo por el que podemos tener una perspectiva de los polos lunares (unas veces del polo norte, medio mes después del polo sur) de pequeña amplitud (esos 6º). En segundo lugar, la órbita lunar tiene una pequeñísima excentricidad de 0.055, motivo por el cual su velocidad de traslación relativa a la Tierra es a veces un poco más rápida y a veces un poco más lenta que la velocidad de rotación. Por ese motivo, se puede ver una pequeña zona más allá de los bordes de la cara orientada a la Tierra (en el caso de la Luna esta zona es de poco más de 7º). La imagen inferior muestra esta oscilación aparente de la Luna, y cómo el área visible se extiende a más del 50% (a casi un 60% concretamente).

Moon libration

Este fenómeno de libración puede ser muy relevante en el caso de planetas extrasolares con órbitas muy excéntricas, tal como A.R. Dobrovolskis, del NASA Ames Research Center, sugiere en un artículo titulado:

publicado en Icarus. Básicamente, la libración debida a la excentricidad orbital extiende la zona iluminada en algún momento de la órbita en ~2sin-1e, donde e es la excentricidad. Un planeta con una excentricidad de 0.5 tendría una libración de unos 59º, y para una excentricidad e≥0.7239 la libración excedería los 90º, lo que quiere decir que la zona de noche perpetua desaparece. La cosa se complica más si la resonancia no es 1:1, sino 3:2 (como Mercurio), 2:1, 5:2, … En esos casos los patrones de insolación son complejos (y más aún si se incluyen los efectos de la libración en latitud, debida a la inclinación de eje de rotación), pero indican que hay zonas del planeta que están a salvo de temperaturas extremas en uno u otro sentido.

Por supuesto, aunque este efecto puede atemperar la situación de estos planetas hay otros efectos que deben tenerse en cuenta. Por ejemplo, si hay gradientes elevados de temperatura se producirán grandes corrientes atmosféricas (de hecho, los movimientos de convección pueden alcanzar velocidades hipersónicas en planetas extrasolares). En cualquier caso, la región habitable no tiene por qué ser necesariamente la superficie planetaria.

Anuncios

Posted in Astronomía, Exobiología, Geociencias | Etiquetado: , , , , | Comentarios desactivados en La libración podría favorecer la habitabilidad de planetas extrasolares

Cuadro de misiones a Júpiter y Saturno preseleccionadas por la NASA

Posted by Carlos en diciembre 14, 2007

Si hace unas semanas hablábamos de las misiones que la ESA había preseleccionado para el periodo 2015-2025, en el cuadro inferior se muestran las candidatas a próxima misión estrella de la NASA. Posiblemente la selección final se haga teniendo en cuenta la posible cooperación con la ESA, que podría aportar un millardo de dólares (alrededor de un 33% del coste total). La selección final se hará a finales del año próximo.


Credit: DLR; JPL; PL; JPL; NASA; H. Richer (Univ. British Columbia)

Para saber más (no mucho más para ser sinceros) sobre estas misiones se puede consultar la web de la NASA. Concretamente:

Aunque Europa es siempre la eterna promesa de la astrobiología, la misión que propone la NASA no aterrizaría ni se sumergería en el océano bajo en hielo, que sería lo realmente determinante para evaluar las posibilidades de vida submarina. Con las demás misiones pasa algo parecido: son una continuación bastante lineal de misiones pasadas o presentes. Quizás la misión de Júpiter pueda jugar un papel igual de interesante que el que la Cassini está desarrollando en Saturno, aunque el hecho de que ya hay una misión a Júpiter en marcha (Juno) puede minar sus posibilidades. En fin, siempre nos queda Titán: aunque ya se haya estado allí antes, es un lugar lo suficientemente interesante como para ir a dar otra vuelta.

Posted in Astronáutica, Exobiología | Etiquetado: , , , , , , , , , | 1 Comment »

El vulcanismo de Ío, visto por la New Horizons

Posted by Carlos en octubre 12, 2007

Io surface (true color)Ío -el tercer satélite más grande Júpiter, y el más cercano al planeta- es bien conocido por su gran actividad geológica. La cercanía a Júpiter y su resonancia orbital con Europa y Ganímedes someten a Ío a grandes fuerzas de marea gravitatorias que calientan su interior. La energía generada por esta fricción se libera a través de un intenso vulcanismo. Hay de hecho centenares de volcanes identificados en su superficie. Estos volcanes tienen un efecto decisivo sobre la morfología del satélite. Por un lado son la fuente principal de la exigua (la presión atmósférica es de 10-9 atm) atmósfera de Ío, compuesta fundamentalmente de dióxido de azufre, y contribuyen a que el satélite esté cubierto de la escarcha sulfurosa que le da su coloración característica. Por otra parte, hacen que su superficie sea un lugar cambiante, en el que aparecen continuamente penachos, lagos de lava, o acumulaciones de depósitos volcánicos. Gracias al reciente paso de la New Horizons por el sistema joviano en febrero de 2007 se han podido tomar imágenes espectaculares de Ío (incluyendo la impresionante erupción del volcán Tvashtar, un vídeo de la cual puede verse aquí), y se han podido comparar con las que tomó la sonda Galileo en 2001. La figura inferior identifica algunos de los nuevos accidentes geográficos detectados en su superficie.

Io surface
Credit: New Horizons mission, John Spencer et al., Science Magazine

La imagen anterior aparece en un artículo de John Spencer y colaboradores, de 11 instituciones diferentes, titulado

que aparece en el número de hoy de Science (por cierto, un número especial dedicado a los hallazgos de la New Horizons). En dicha imagen se aprecian detalles con una resolución de 12 km, y se pueden ver numerosos cambios en relación a las fotografías de Ío de las que se disponía con anterioridad. Por ejemplo, los óvalos amarillos representan penachos volcánicos nuevos, difuminados, o desplazados, y los círculos verdes indican los lugares donde se han producido nuevos flujos de lava. Los rombos celestes y los hexágonos naranjas indican por su parte la localización de penachos y puntos calientes volcánicos respectivamente. Hay que destacar que el análisis de la radiación infrarroja de Ío revela que la lava está a temperaturas que oscilan entre los 1150 K y los 1335 K.

Como nota al margen, en unas condiciones geológicas como las anteriores podemos encontrar en la Tierra diferentes microorganismos hipertermófilos, adaptados a la energía geotermal y al ambiente rico en azufre. Sin embargo, Ío está sujeta a una una intensa radiación proveniente de Júpiter y a condiciones extremas de temperatura, por lo que aunque no descartable, la posibilidad de vida en el satélite es ciertamente improbable.

Posted in Astronáutica, Astronomía, Exobiología, Geociencias | Etiquetado: , , , , , , | Comentarios desactivados en El vulcanismo de Ío, visto por la New Horizons

¿Se puede (o se debe) definir la vida?

Posted by Carlos en septiembre 13, 2007

En todas las discusiones sobre las posibilidades de existencia de vida fuera de la Tierra surge siempre la cuestión de qué es lo que se entiende por vida. Ese es el caso de por ejemplo las estructuras autorreplicantes que se han teorizado en simulaciones de nubes de polvo interestelar: de existir realmente, ¿deberían ser consideradas como vivas? En este caso concreto los autores argumentaban que sí en base a una definición -bastante razonable por otra parte- de vida, en la que la capacidad autoorganizativa, el consumo energético, y la adaptación evolutiva se consideraban características esenciales. La cuestión es: ¿debe aceptarse esa definición? O yendo más lejos aún, ¿es posible/correcto hacer una definición de vida?

Esta última cuestión fue lanzada por Carol Cleland, profesora de filosofía de la Universidad de Colorado, según nos cuenta Carl Zimmer en un interesante artículo en Seed Magazine. Para entender mejor el punto de vista de Cleland puede hacerse un recorrido por algunas de las diversas definiciones de vida que se han realizado. Por ejemplo, las primeras definiciones modernas, allá por los años 50 del siglo pasado, se centraban en la biología molecular, y en cómo se producían complejos orgánicos y se almacenaba información en los mismos. Este tipo de definición puede considerarse problemática en tanto en cuanto mezcla el qué con el cómo. Recuérdese en este sentido el caso de la búsqueda de vida en Marte, y cómo los resultados de las pruebas realizadas en la misión Viking -orientados a buscar formas de vida análogas a las existentes en la Tierra- dieron resultados ambiguamente negativos. Al fin y al cabo, las condiciones de vida en Marte distan mucho de las terrestres, por lo que de existir vida, ésta podría diferir formalmente en aspectos que estamos dando por sentados.

Esta problemática sugiere que puede ser más interesante buscar una definición funcional de la vida. Ése era el caso mencionado en el ejemplo de las hélices en las nubes de polvo interestelar, en la que la capacidad evolutiva -diferente en la forma, pero en el fondo equivalente en términos de los mecanismos básicos subyacentes, esto es, replicación imperfecta y selección natural- es uno de los aspectos fundamentales. Este tipo de definiciones resulta más satisfactoria, en tanto en cuanto intenta ir más a la esencia de qué es la vida, y no a los aspectos de su implementación (que pueden estar dictados por condiciones locales). No obstante, sigue existiendo un problema, en parte debido a nuestra percepción subjetiva de qué esta vivo y qué no (incluso hay quien distingue entre seres vivos y formas de vida, aunque esta distinción puede ser quizás sólo justificable a posteriori). De hecho, Cleland ha seguido el enfoque de buscar para cada definición de vida propuesta contraejemplos positivos o negativos. Algunos son meramente experimentos mentales, como por ejemplo imaginar unos microorganismos en los que no hubiera código genético, sino sólamente enzimas. Unos seres de este tipo se podrían reproducir por bipartición, y adaptarse a cambios ambientales mediante cambios en la “demografía” enzimática. Se podría seguir hablando de evolución, aunque sólo en un sentido mucho más general del que normalmente se emplea.

Quizás uno de las mejores analogías para ilustrar la posición de Cleland es la que ésta proporciona en relación a los alquimistas medievales, que entendían los compuestos químicos a través de sus propiedades. Por ejemplo, el agua se definía por su capacidad de disolver otras sustancias sólidas, lo que por un lado excluía al hielo, y por otra parte incluía a compuestos como el ácido nítrico (el aguafuerte) o la combinación de éste con ácido clorhídrico (el agua regia). Hoy sabemos que el agua es H2O, pero esto no es una definición, sino un hecho descubierto dentro de una teoría química. Eso es precisamente lo que Cleland reclama, una teoría de la vida, un marco científico que explique qué es lo relevante para la vida, qué formas puede tomar, y por qué es eso así. En otras palabras, una especie de meta-biología. El problema evidente es que sólo tenemos un ejemplo de vida, por lo que difícilmente se puede desarrollar una teoría que se generalice a formas de vida de las que no tenemos conocimiento.

Ante un problema tan evidente como el anterior, hay una solución igualmente obvia: encontrar otras formas de vida, ya sea surgidas de manera natural en otros cuerpos del Sistema Solar, o creada de manera artificial en la propia Tierra (por ejemplo, formas de vida independiente enteramente basadas en ARN). Puede parece que hay una circularidad en esta situación: para encontrar nuevas formas de vida y generalizar nuestra concepción de la misma hay que empezar por ser capaces de reconocerla, lo que de entrada puede requerir dicha generalización. Esto puede ser así, aunque también puede considerarse simplemente un caso de bootstrapping. Siempre pueden encontrarse criterios lo suficientemente genéricos para considerar como vivos a organismos enormemente diferentes a los que conocemos. La cuestión entonces no es que no se deba definir qué es la vida, sino encontrar una definición inicial que sea lo suficientemente relajada para que la vida tal como se presenta en la Tierra no sea la única posibilidad, y a la vez lo suficientemente estricta como para que el tipo de sistemas susceptibles de ser considerados vivos pueda ser reconocido de manera razonable. Al fin y al cabo, si se encuentran formas de vida diferente a la que conocemos vamos a estar ocupados mucho tiempo antes de tener que volver a preocuparnos por criterios todavía más genéricos.

Posted in Biología Molecular, Evolución, Exobiología, Filosofía | Etiquetado: , | 4 Comments »

¿Extremófilos en Marte? Posible uso biológico de agua oxigenada como fluido intracelular

Posted by Carlos en agosto 25, 2007

En la discusión sobre las posibilidades para el desarrollo de la vida fuera de la Tierra que surgió a cuento de la paradoja de Fermi salió varias veces el caso de Marte y su inhóspito ambiente para la vida terrestre: atmósfera muy débil y sin oxígeno, temperaturas muy bajas, y bombardeo continuo de rayos ultravioleta sobre la superficie. No obstante, este ambiente no fue siempre: hay evidencia geológica de que en el pasado el clima marciano fue húmedo y más cálido, y que en la superficie del joven Marte se formaron desde lagos a océanos. Incluso en épocas más recientes se ha podido producir la presencia esporádica de agua superficial. No resulta descabellado pensar que durante esta acogedora época pasada pudiera haber surgido algún tipo de vida, y que ésta de algún modo haya podido irse adaptando a los cambios ambientales que se han producido en Marte.

¿Qué posibilidades hay para adaptarse a la vida en Marte? Como resumen Dirk Schulze-Makuch, de la Washington State University, y Joop M. Houtkooper, de la Justus-Liebig University of Giessen, en un trabajo titulado

publicado en las actas de la conferencia Lunar and Planetary Science XXXVIII (celebrada en marzo de este año), hay tres opciones:

  1. Adaptarse a la subsistencia al entorno sin nutrientes de debajo la superficie mediante la adopción de un estilo de vida psicrofílico.
  2. Adoptar un estilo de vida formado por ciclos de hibernación profunda cuando las condiciones son adversas y de proliferación profunda cuando esporádicamente se produce un episodio de agua superficial.
  3. Adaptarse a las condiciones marcianas a través de cambios bioquímicos.

Esta tercera posibilidad es en la que se centran los autores en el citado artículo, en el que discuten la hipótesis de la inclusión de peróxido de hidrógeno (agua oxigenada) en los fluidos intracelulares de los organismos. Se trata de una hipótesis muy interesante, y que también estudian con más detalle en otro trabajo titulado

Viking Lander 1 sitepublicado en el International Journal of Astrobiology (preprint disponible aquí) Básicamente esta hipótesis intenta proponer una posible bioquímica adaptada al ambiente marciano, consistente con los resultados de los experimentos de la misión Viking (que aunque detectó cambios químicos en la superficie, parecían descartar vida de acuerdo con los patrones de la misma en la Tierra). La justificación de la hipótesis recae en las propiedades que una mezcla de H2O y H2O2 tendría, y cómo éstas se ajustarían a las necesidades de un hipotético organismo marciano. Para empezar, el punto de congelación se reduciría notablemente, pudiendo llegar a -56.5ºC en el caso de una mezcla con el 61.2% de H2O2. Esto permitiría permanecer activos a dichos organismos a las temperaturas usuales en Marte. Incluso si éstas bajan del punto de congelación, una mezcla con alto porcentaje de H2O2 puede sobreenfriarse y no formar cristales de hielo que rompan las membranas celulares u otras estructuras internas. Por otra parte, la mezcla sería altamente higroscópica, permitiendo al organismo capturar moléculas de agua presentes en forma de vapor en el ambiente. Precisamente por esta capacidad de capturar agua, un exceso de la misma -por ejemplo, durante los experimentos de la Viking en los que se vertió agua sobre suelo marciano- tendría efectos contraproducentes por hiperhidratación (un organismo de este tipo posiblemente encontraría letal la atmósfera terrestre, cálida y rica en vapor de agua).

Según muestran los autores, el agua oxigenada podría producirse bioquímicamente mediante un proceso de fotosíntesis:

CO2 + 3H2O + energía solar CH2O + 2H2O2

y ser luego empleada como fuente de energía mediante su descomposición de H2O y O2:

2H2O2 2H2O + O2

Esto es consistente con los resultados de la Viking que detectaron liberación de oxígeno en el suelo marciano. En un entorno de humedad limitada la hipótesis sería que dicho oxígeno tendría origen metabólico, y tras la humidificación provendría de la posible descomposición de estos hipotéticos organismos.

La verdad es que esta hipótesis resulta en su conjunto sorprendente en primera instancia, ya que si por algo es conocida el agua oxigenada es por su uso desinfectante y de eliminación de bacterias. Sin embargo, los autores apuntan una lista de organismos terrestres que emplean o sintetizan H2O2 de manera habitual (por ejemplo, el escarabajo bombardero emplea una solución al 25% de peróxido de hidrógeno como herramienta defensiva). No obstante, todos estos ejemplos palidecen ante ante el papel central que el H2O2 jugaría en estos hipotéticos organismos.

Quizás la Mars Phoenix pueda arrojar algo de luz sobre esta hipótesis. El punto de aterrizaje de la sonda está en una región con características idóneas para una bioquímica como la descrita. Según la estimación de los autores basada en los datos de la Viking, en un gramo de suelo marciano la biomasa teorizada sería de 1330 partes por millón. Una detección de calor proveniente de reacciones exotérmicas apuntaría entonces en la línea de la presencia de formas de vida microbiana.

Posted in Astronáutica, Astronomía, Evolución, Exobiología, Geociencias, Química | Etiquetado: , , , | 8 Comments »

Posibilidades de vida en nubes de polvo interestelar

Posted by Carlos en agosto 22, 2007

Hace un par de días surgió a raíz de la discusión sobre la paradoja de Fermi la cuestión de formas de vida basadas en nubes de polvo interestelar. Se trata de una posibilidad que ha sido más o menos frecuente en el mundo de la ciencia-ficción, y cuya primera mención puede ser la obra de 1957 del astrónomo Fred Hoyle titulada “The Black Cloud”. Aunque en formato de ficción, quizás había cierta carga de especulación, llamémosla seria, por parte de Hoyle en relación a formas de vida de dicho tipo. Una aproximación un tanto más formal fue la que el físico Freeman Dyson abordó en un trabajo titulado

publicado en 1979 en Reviews of Modern Physics (disponible aquí en versión texto puro). Dyson analizaba la posibilidad de vida en el futuro lejano en un universo abierto (como el nuestro, aunque no tengo claro si la premisa de una expansión acelerada es compatible con su análisis), y llegaba a algunas sorprendentes conclusiones, como la posibilidad de experimentar un tiempo subjetivo infinito, durante el que se podrían realizar comunicaciones sin límite, usando una cantidad finita de energía. Las formas de vida que Dyson imaginó alternaban periodos de actividad e hibernación, e irían ralentizando sus relojes internos cada vez más. En palabras de Dyson:

Si sucediera por ejemplo que la materia fuera en última instancia estable frente al colapso en agujeros negros sólo cuando estuviera dividida en granos de polvo de unos micrones de diámetro, entonces la encarnación preferente de la vida sería algo como la nube negra de Hoyle, un gran ensamblado de granos de polvo que portarían cargas positivas y negativas, y que se comunicaría consigo mismo mediante fuerzas electromagnéticas.

Dyson aclaraba que no teníamos de momento forma de saber como un organismo de tales características podría mantener el estado de equilibrio dinámico que caracteriza a la vida. Quizás arroje algo de luz un reciente (recientísimo de hecho, ya que fue publicado hace alrededor de una semana) trabajo de V.N. Tsytovich y colaboradores, de la Academia Rusa de Ciencias, el Instituto Max Planck para la Física Extraterrestre, y de la Universidad de Sydney, titulado:

publicado en el New Journal of Physics. En la introducción (muy recomendable) de este trabajo Tsytovich et al. analizan los requisitos necesarios para considerar la presencia de vida (autonomía, evolución abierta, auto-organización, metabolismo, …), para luego plantear el caso de nubes de polvo inmersos en flujos de plasma. Estos últimos son la “fuente de alimentación”, y su presencia causa efectos un tanto sorprendentes en la nube de polvo. De acuerdo con la función de potencial derivada por los autores, un conjunto de granos de polvo con simetría esférica resulta en una estructura estable, un poli-cristal de plasma de forma esférica.

Lo más interesante es que cualquier asimetría hace que el sistema tienda hacia una estructura cilíndrica que da lugar a dobles hélices similares a las del ADN. Estas estructuras no sólo son estables, sino que la relación entre el diámetro de la hélice y su ángulo de torsión tiene bifurcaciones, lo que resulta en cambios abruptos de silueta que pueden servir como el análogo de “marcas de memoria”. Más aún, y aquí viene lo más sorprendente, estas estructuras helicoidales se pueden “reproducir” gracias a la presencia de vórtices de polvo en el plasma. La presencia de las marcas de memoria origina células de convención simétricas a cada lado del mismo. Si una hélice sin marcas se aproxima a estos vórtices se crean bifurcaciones en esta segunda estructura que resultan en la transferencia de información de la primera hélice a la segunda, tal como se muestra en la figura inferior (figura 5 en el artículo de los autores):

Figure 5 - Tsytovich et al., New J. Phys. 9 (2007) 263
Credit: Tsynovitch et al., New J. Phys. 9 (2007) 263

Aunque los autores no exploran en detalle esta circunstancia, aparentemente este tipo de replicación es potencialmente una clonación imperfecta, lo que abre la puerta a evolución. De hecho, sí comentan que puede producirse competición por la “comida” (los flujos de plasma), lo que resultará en la más rápida reproducción de las hélices más eficientes.

El trabajo es sumamente interesante, aunque hay que reseñar en cualquier caso que todo se basa en simulaciones por ordenador. La predicción está ahí en cualquier caso, para ser verificada o rebatida por la observación experimental. El tiempo dará o quitará razones, como pasa siempre en ciencia.

Posted in Astronomía, Ciencia Ficción, Exobiología, Física | Etiquetado: , , , | 16 Comments »

Habitabilidad del Sistema Gliese 581

Posted by Carlos en junio 8, 2007

El descubrimiento de Gliese 581c hace algunas semanas levantó gran expectación por tratase del primer planeta detectado en la zona habitable de su sistema. En concreto, el análisis inicial era que se trataba de un planeta rocoso, de al menos 5 veces la masa de la Tierra (esto es, una super-Tierra), cuya temperatura superficial podría estar entre -3ºC y 40ºC, lo que abriría la posibilidad a la presencia de agua líquida, y con ello de vida. sin embargo, los últimos análisis están rebajando considerablemente las expectativas, y desplazándolas hacia otro planeta del sistema: Gliese 581d.

Gliese 581 system
Source: ESO Press Photo 22a/07 – (c) ESO

De acuerdo con reciente trabajo de Werner von Bloh y colaboradores, del Postdam Institute for Climate Impact Research, titulado

Gliese 581c está fuera de la zona habitable del sistema, pero Gliese 581d está dentro de la misma, en su zona exterior. El análisis de von Bloh et al. considera la habitabilidad de un planeta (entendida como la posibilidad de que albergue agua líquida en su superficie) en el marco de diferentes modelos climáticos. Así, la temperatura superficial no depende únicamente de la cantidad de energía recibida de la estrella madre, sino que factores tales como la dinámica atmosférica son cruciales para su determinación (resulta muy ilustrativa la figura 1 en el artículo anterior). Por ejemplo, la concentración de CO2 en la atmósfera resulta fundamental, tanto por su implicación en efecto invernadero, como para prevenir el colapso de la atmósfera en la cara oscura de estos planetas (hay que recordar que tanto Gliese 581c como Gliese 581d están gravitacionalmente anclados a su estrella, teniendo siempre la misma cara iluminada). Más aún, hay que tener en cuenta el hecho de que la concentración de CO2 no permanece constante con el tiempo, sino que va decreciendo debido a su deposición (factor que puede ser equilibrado si hay una dinámica geológica activa).

Con todas estas consideraciones en mente, Gliese 581c está claramente fuera de la zona habitable (de hecho, incluso ajustando la luminosidad relativa del Sol y Gliese 581, estaría relativamente más cerca de la estrella que Venus del Sol). Sin embargo, Gliese 581d es mucho más prometedor. Si la luminosidad de la estrella central es al menos un 1.17% de la del Sol, la presión de CO2 es de 10 bar, y la fracción de masa continental es similar a la de la Tierra, se encontraría dentro de la zona habitable durante 7200 millones de años. La densa atmósfera evitaría que ésta se congelase en la cara oscura debido al anclaje gravitacional. Por supuesto, hay muchos “y si” en lo anterior (y hay que resaltar que el trabajo referido aún no ha terminado de pasar el proceso de arbitraje), por lo que estas conclusiones han de tomarse con precaución. Lo más probable es que ninguno de estos planetas sea apto para albergar agua líquida en su superficie. En cualquier caso, hay otras posibilidades interesantes a este respecto. Por ejemplo, puede que estos planetas tengan sistemas de satélites, y que alguno de ellos pudiera ser más propicio para la habitabilidad. Se trata de algo que lamentablemente está aún fuera de nuestra capacidad de observación por el momento, pero ya veremos qué nos depara el futuro.

Enviar a Blog Memes Enviar a del.icio.us Enviar a digg Enviar a fresqui Enviar a menéame

Posted in Astronomía, Exobiología, Física | Etiquetado: , | 1 Comment »

Las cuevas de Marte: ¿Refugio para la vida?

Posted by Carlos en marzo 23, 2007

Aunque desde siempre Marte ha sido uno de los planetas sobre los que se ha conjeturado en relación con la posibilidad de vida extraterrestre, hay que reconocer que allí las condiciones superficiales no son nada halagüeñas en ese sentido. La atmósfera es muy tenue, con una presión atmosférica inferior a un 1% de la terrestre, y el campo magnético es virtualmente inexistente. Esto hace que la superficie esté continuamente expuesta a radiación esterilizante, al bombardeo de micrometeoritos, y a enormes diferencias de temperatura entre el día y la noche (de más de 60ºC). Si a esto se añade la casi o totalmente inexistente actividad geológica que impide el reciclaje de minerales entre la superficie y el interior del planeta, sólo puede concluirse que el ambiente es muy inhóspito para la vida.

Sin embargo, un reciente descubrimiento abre nuevas posibilidades que merecen sin duda ser exploradas. Se trata de la identificación en las laderas del Arsia Mons (un volcán situado en la región de Tharsis) de lo que parecen ser las bocas de cuevas subterráneas. El descubrimiento se ha realizado a través de datos proporcionado por el THEMIS (Mars Odyssey Thermal Emission Imaging System), uno de los instrumentos a bordo de la Mars Oddissey, capaz de obtener imágenes combinadas en las bandas visible e infrarroja. No es de hecho la primera vez que el THEMIS proporciona información clave sobre la superficie de Marte, ya que hace poco ayudó a resolver el misterio de las manchas oscuras que aparecían y desaparecían de los casquetes polares marcianos, y que se deben a géiseres de arena oscura causados por erupciones de CO2 a presión.

Mars polar CO2 plumes
Credit: Arizona State University/Ron Miller

En este caso, el descubrimiento de la THEMIS ha sido unas manchas oscuras que se asemejan a fosas circulares de entre 100m y 252m de diámetro. El análisis en la banda visible indica que no se trata de depósitos de material oscuro ni de cráteres, dada la ausencia de las características distintivas de estos. Más aún, el análisis en la banda de infrarrojos revela que la temperatura de estas fosas es durante el día inferior al de las zonas circundantes expuestas al Sol, y superior a la de las situadas a la sombra de otros accidentes orográficos. Durante la noche, su temperatura es sin embargo superior a la de las zonas circundantes. Esto sugiere que se trata de las bocas de un sistema de cuevas subterráneas que pueden llegar a 130m de profundidad. La imagen inferior muestra estas entradas (N indica la dirección del Norte geográfico, e I la de la iluminación):

Mars Caves
Source: G.E. Cushing et al. (2007), Lunar and Planetary Science XXXVIII

El descubrimiento ha sido presentado por G.E. Cushing y colaboradores, en un trabajo titulado

presentado en la 38th Lunar and Planetary Science Conference, recién celebrada en League City (Tejas, EE.UU.). Tal como indican los autores, en el interior de estas cuevas se tendría cierta protección frente a la radiación y los meteoritos, además de tener una menor variabilidad de temperatura. Lo más interesante es el hecho de que dado que se ha descubierto evidencia de que quizás haya agua líquida superficial en ocasiones, no sería descabellado pensar que en este tipo de depresiones y sistemas subterráneos se pudiera acumular (aunque fuera en forma de hielo). Las perspectivas para la vida serían indudablemente mayores que en la superficie, o al menos pudieron serlo en el pasado. Habrá que esperar en cualquier caso hasta ver si se descubren formaciones similares en otras zonas de Marte más accesibles para la exploración, y potencialmente más favorables para la vida (a menor altitud).

Enviar a Blog Memes Enviar a del.icio.us Enviar a digg Enviar a fresqui Enviar a menéame

Posted in Astronáutica, Astronomía, Exobiología, Geociencias | Etiquetado: , , , | 7 Comments »

Próximo destino: Europa

Posted by Carlos en febrero 20, 2007

Europa, el menor de los cuatro grandes satélites de Júpiter, tiene un lugar importante en el imaginario colectivo de los amantes de la ciencia-ficción. Entre otras obras, Europa juega un papel central en varios títulos de la saga de la Odisea Espacial de Arthur C. Clarke, y se describe como el segundo lugar del sistema solar en el que puede surgir la vida. Esta caracterización no anda desencaminada del todo, ya que desde un punto de vista científico, Europa es uno de los lugares -junto con Marte, Titán y Encélado- en los que se estima más probable que haya o haya habido vida (aunque las expectativas se han visto reducidas para estos últimos, y sin perjuicio de que la vida podría surgir en otros sitios más insospechados).

Europa moon
Credit: NASA

Europa es un satélite de poco más de 3,000 km de diámetro (aproximadamente una cuarta parte del diámetro terrestre) con varios aspectos interesantes. Para empezar, es una de las seis lunas del Sistema Solar que tienen atmósfera (las otras son Io, Calisto, Ganímedes, Titán y Tritón), si bien ésta es extremadamente tenue, y compuesta prácticamente al 100% de oxígeno. Su superficie tiene un gran albedo, lo que indica que su superficie está cubierta de hielo joven (50 millones de años en promedio, lo que es un suspiro en términos geológicos). Con todo esto, lo más interesante y lo que despierta todo tipo de especulaciones es lo que se esconde bajo esta superficie helada. Se cree que puede haber un océano de más de 150 km de profundidad, tanto por el hecho de que haya hielo joven en la superficie, como por el efecto de las fuerzas de marea debidas a la gravedad de Júpiter, que podrían proporcionar la energía suficiente para que el agua estuviera en estado líquido. Más aún, las mediciones del campo magnético de Europa, y su interacción con el de Júpiter, son compatibles con un núcleo metálico rodeado de un fluido conductor, como agua salada. En un ambiente como éste, no es descartable la presencia de vida.

Europa cross section
Credit: NASA

Por todo lo anterior, parece razonable que Europa debiera ser objeto de una exploración más profunda, o al menos eso es lo que han expresado diferentes científicos en la última reunión de la American Association for the Advancement of Science (AAAS). Concretamente, ha habido un mini-simposio titulado Enigmatic Europa: Understanding Jupiter’s Icy Moon dedicado a Europa, y organizado por Jere H. Lipps, de la University of California, Berkeley y Ronald Greeley, de la Arizona State University. En palabras de los organizadores:

Jupiter’s moon Europa may well harbor life because it may have an ocean, the chemicals of life, and energy sources. … Europa is a strange place. Blasted by radiation, its frozen surface is cracked and torn, intruded and impacted, and relatively unknown. Perhaps life thrives in its oceans and ice, but will probes ever get there? Will the public support and understand efforts to find out? …

Las presentaciones han abarcado diferentes aspectos de Europa. En la primera, del propio Ronald Greeley, y titulada

se describen las características más sobresalientes del satélite, tales como su activa superficie, y la posibilidad de que contenga un océano con más agua que todos los océanos terrestres. De hecho, la determinación de la existencia de este océano debe ser según el autor una de las prioridades del programa espacial. Para ello propone el estudio del efecto que las fuerzas de marea debidas a la gravedad combinada de Júpiter, Calisto y Ganímedes tienen en la superficie de Europa. Si la corteza de hielo es relativamente fina (es decir, si hay un profundo océano bajo ella), el efecto sería mucho más pronunciado que si dicha corteza tuviera cientos de km de espesor. Por su parte, Jere H. Lipps hizo una presentación titulada:

En ella, ante la cuestión de si puede haber vida en Europa, su opinión es rotundamente afirmativa. Dicha opinión se basa en lo que conocemos de la vida en ambientes similares en la Tierra a los que podría haber en el océano de Europa, así como al hecho de que hay suministro energético suficiente, y los elementos químicos necesarios para facilitar el desarrollo de formas -aunque sólo sean simples- de vida.

Life in Jupiter’s Moon Europa
Credit: Richard Greenberg

Esta posible presencia de vida en Europa es algo que la NASA se toma muy en serio, hasta el punto de que se optó por hacer que la sonda Galileo se precipitara sobre Júpiter una vez concluida la misión, antes que abandonarla sin más, y arriesgarse a que colisionara con Europa, y la contaminara con microorganismos terrestres. Quizás en un futuro próximo se plantee una misión de exploración específica de Europa, y se pueda penetrar en este océano sumergido que quién sabe qué puede contener.

Enviar a Blog Memes Enviar a del.icio.us Enviar a digg Enviar a fresqui Enviar a menéame

Posted in Astronáutica, Astronomía, Exobiología, Geociencias | Etiquetado: , , , , | 5 Comments »

Sobrevivir al viento

Posted by Carlos en noviembre 19, 2006

Hace un par de días era noticia el mega-vórtice descubierto en el polo Sur de Saturno. Las imágenes captadas por la sonda Cassini impresionaban no sólo por las dimensiones del vórtice (unos 2/3 del tamaño de la Tierra), sino también por lo que se podía inferir a partir de ellas. Por ejemplo, la velocidad del viento, aproximadamente de unos 550 km/h.

Da realmente que pensar lo que ha de ser estar inmerso en un vendaval de esas condiciones (hay que recordar que un huracán de categoría 5 – la máxima en la escala de Saffir-Simpson – como el Andrew en 1992, se clasifica como tal a partir de vientos de 250 km/h). Es de suponer que de existir alguna forma de vida en Saturno, ésta dispondría de algún tipo de adaptación para este tipo de circunstancias. Por ejemplo, formas de vida similares a las que Carl Sagan imaginó para Júpiter (véase la concepción artística que de ella hizo Adolf Schaller), o las que Robert L. Forward concibió para el propio Saturno (en su obra Saturn’s Rukh), no tendrían problemas para sobrevivir en estos temporales (o para poder evitarlos). Al no haber grandes obstáculos sólidos contra los que colisionar, quizás el mayor problema sería ser arrastrado a las capas más profundas de la atmósfera, y perecer abrasado. Previsiblemente, formas de vida aéreas deberían disponer de los mecanismos de locomoción necesarios para poder evitar remolinos demasiado fuertes.

Formas de vida jovianas

Obviamente, en la superficie de un planeta rocoso la situación puede ser muy distinta. Imaginemos por ejemplo un planeta con un periodo de rotación bastante más pequeño que la Tierra, en el que la propia inercia de las masas de aire cause enormes huracanes. O un planeta con una rotación muy lenta, en el que los gradientes de temperatura sean tan altos que la propia convección origine gigantescas ventiscas. Una hipotética forma de vida en este ambiente debería habitar el subsuelo o, de poblar en la superficie, disponer de extremidades que le permitan una fuerte sujección al suelo. Precisamente, es así como Robert Sheckley imaginó la situación en A Wind is Rising, un minirelato estupendo en el que se muestra lo que un frágil ser humano siente en un planeta de esas características. Es una lectura que recomiendo sin duda.

Posted in Ciencia Ficción, Exobiología, What-if | Etiquetado: , , , | 1 Comment »