LA LUZ ULTRAVIOLETA PODRÍA DIRIGIR EL CAMINO A LA VIDA A TRAVÉS DEL UNIVERSO
Por Matt Williams, para Universe Today 1 Septiembre de 2017
La luz ultravioleta es lo que podríamos llamar un tipo polémico de radiación. Por un lado, la sobreexposición puede conducir a quemaduras de sol, un mayor riesgo de cáncer de piel, y daños a la vista de una persona y el sistema inmunológico. Por otro lado, también tiene algunos beneficios enormes de salud, que incluye la promoción del alivio del estrés y estimular la producción natural del cuerpo de vitamina D, seratonina y melanina.
Y según un nuevo estudio de un equipo de la Universidad de Harvard y el Centro Harvard-Smithsoniano de Astrofísica (CfA), la radiación ultravioleta puede incluso haber jugado un papel crítico en la aparición de la vida aquí en la Tierra. Como tal, la determinación de la cantidad de radiación UV producida por otros tipos de estrellas podría ser una de las claves para encontrar evidencia de vida de los planetas que los orbitan.
El estudio, titulado "El Medio Ambiente UV Superficial en Planetas Orbitando M Enanos: Implicaciones para la Química Prebiótica y la Necesidad de Seguimiento Experimental", apareció recientemente en The Astrophysical Journal. Dirigido por Sukrit Ranjan, un investigador postdoctoral visitante en el CfA, el equipo se centró en estrellas tipo M (enanas rojas) para determinar si esta clase de estrellas produce suficiente radiación UV para poner en marcha los procesos biológicos necesarios para que la vida surja.
Impresión del artista de la superficie del planeta Proxima b orbitando la estrella enana roja Proxima Centauri. La estrella doble Alpha Centauri AB es visible en la parte superior derecha de Proxima. Crédito de la imagen: ESO
Estudios recientes han indicado que la radiación UV puede ser necesaria para la formación de ácido ribonucleico (ARN), que es necesaria para todas las formas de vida tal como la conocemos. Y dada la velocidad a la que se han descubierto los planetas rocosos alrededor de las estrellas enanas rojas de los últimos tiempos (como Proxima b, LHS 1140b y los siete planetas del sistema TRAPPIST-1), la cantidad de radiación UV que producen las enanas rojas podría ser central para determinar la habitabilidad exoplanetaria.
Como explicó el Dr. Ranjan en un comunicado de prensa de CfA:
Por el bien de su estudio, el equipo creó modelos de transferencia radiativa de estrellas enanas rojas. A continuación, se trató de determinar si el ambiente UV en los planetas prebióticos tierra-análogos que orbitó ellos sería suficiente para estimular los fotoprocesos que conduciría a la formación de ARN. A partir de esto, calcularon que los planetas que orbitan estrellas enanas M tendrían acceso a una radiación UV bioactiva 100-1000 veces menos que una Tierra joven.
Como resultado, la química que depende de la luz UV para convertir los elementos químicos y las condiciones prebióticas en organismos biológicos probablemente se cerraría. Alternativamente, el equipo estimó que incluso si esta química fuera capaz de proceder bajo un nivel disminuido de radiación UV, operaría a una velocidad mucho más lenta de lo que hizo en la Tierra hace miles de millones de años.
Impresión del artista del planeta que está en órbita alrededor de una estrella enana roja. Crédito de la imagen: ESO / M. Kornmesser
Como explicó Robin Wordsworth, profesor asistente de la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de Harvard y coautor del estudio, esto no es necesariamente una mala noticia en lo que se refiere a las cuestiones de la habitabilidad. "Puede tratarse de encontrar el lugar ideal", dijo. "Es necesario que haya suficiente luz ultravioleta para activar la formación de la vida, pero no tanto como para erosionar y eliminar la atmósfera del planeta".
Estudios previos han demostrado que incluso las enanas rojas calmadas experimentan dramáticas llamaradas que periódicamente bombardean a sus planetas con explosiones de energía UV. Si bien esto se consideró algo peligroso, que podría despojar a los planetas en órbita de sus atmósferas y irradiar la vida, es posible que tales bengalas pudieran compensar los niveles más bajos de UV producidos constantemente por la estrella.
Esta noticia también viene en los talones de un estudio que indicó cómo los planetas exteriores del sistema TRAPPIST-1 (incluyendo los tres situados dentro de su zona habitable) todavía podría tener abundante agua de sus superficies. Aquí también la clave fue la radiación UV, donde el equipo responsable del estudio monitoreó a los planetas TRAPPIST-1 para los signos de pérdida de hidrógeno de sus atmósferas (un signo de fotodissociación).
Esta investigación también recuerda un estudio reciente dirigido por el Profesor Avi Loeb, Presidente del Departamento de Astronomía de la Universidad de Harvard, Director del Instituto de Teoría y Computación, y también miembro de la CfA. Loeb y su equipo concluyeron que las estrellas enanas rojas son las que tienen más probabilidades de dar vida, debido a su baja masa y extrema longevidad.
Impresión del artista de una puesta del sol vista de la superficie de un Exoplanet Earth-like. Crédito de la imagen: ESO / L. Calçada
En comparación con las estrellas de mayor masa que tienen una vida más corta, es probable que las estrellas enanas rojas permanezcan en su secuencia principal durante seis a doce billones de años. Por lo tanto, las estrellas enanas rojas estarían ciertamente alrededor del tiempo suficiente para acomodar incluso una tasa muy desacelerada de evolución orgánica. A este respecto, este último estudio podría incluso considerarse una posible solución para la Paradoja de Fermi - ¿Dónde están todos los alienígenas? ¡Todavía están evolucionando!
Sin embargo, como indicó Dimitar Sasselov -el profesor Phillips de Astronomía en Harvard, director de la Iniciativa Origins of Life y coautor del artículo- todavía hay muchas preguntas sin respuesta:
Como siempre, los científicos se ven obligados a trabajar con un marco limitado de referencia cuando se trata de evaluar la habitabilidad de otros planetas. A nuestro entender, la vida existe sólo en el planeta (es decir, en la Tierra), lo que naturalmente influye en nuestra comprensión de dónde y bajo qué condiciones puede prosperar la vida. Y a pesar de la investigación en curso, la pregunta de cómo la vida emergió en la tierra sigue siendo algo de un misterio.
Si la vida fuera encontrada en un planeta orbitando una enana roja, o en ambientes extremos que pensábamos que eran inhabitables, sugeriría que la vida puede surgir y evolucionar en condiciones muy diferentes de las de la Tierra. En los próximos años, las misiones de próxima generación como el Telescopio Espacial James Webb son el Telescopio Gigante de Magallanes se espera que revelen más sobre las estrellas distantes y sus sistemas de planetas.
La recompensa de esta investigación es probable que incluya nuevos conocimientos sobre dónde la vida puede surgir y las condiciones en las que puede prosperar.
Lectura adicional: CfA, The Astrophysical Journal
With a little help from Google Translate for Business
Por Matt Williams, para Universe Today 1 Septiembre de 2017
La luz ultravioleta es lo que podríamos llamar un tipo polémico de radiación. Por un lado, la sobreexposición puede conducir a quemaduras de sol, un mayor riesgo de cáncer de piel, y daños a la vista de una persona y el sistema inmunológico. Por otro lado, también tiene algunos beneficios enormes de salud, que incluye la promoción del alivio del estrés y estimular la producción natural del cuerpo de vitamina D, seratonina y melanina.
Y según un nuevo estudio de un equipo de la Universidad de Harvard y el Centro Harvard-Smithsoniano de Astrofísica (CfA), la radiación ultravioleta puede incluso haber jugado un papel crítico en la aparición de la vida aquí en la Tierra. Como tal, la determinación de la cantidad de radiación UV producida por otros tipos de estrellas podría ser una de las claves para encontrar evidencia de vida de los planetas que los orbitan.
El estudio, titulado "El Medio Ambiente UV Superficial en Planetas Orbitando M Enanos: Implicaciones para la Química Prebiótica y la Necesidad de Seguimiento Experimental", apareció recientemente en The Astrophysical Journal. Dirigido por Sukrit Ranjan, un investigador postdoctoral visitante en el CfA, el equipo se centró en estrellas tipo M (enanas rojas) para determinar si esta clase de estrellas produce suficiente radiación UV para poner en marcha los procesos biológicos necesarios para que la vida surja.
Impresión del artista de la superficie del planeta Proxima b orbitando la estrella enana roja Proxima Centauri. La estrella doble Alpha Centauri AB es visible en la parte superior derecha de Proxima. Crédito de la imagen: ESO
Estudios recientes han indicado que la radiación UV puede ser necesaria para la formación de ácido ribonucleico (ARN), que es necesaria para todas las formas de vida tal como la conocemos. Y dada la velocidad a la que se han descubierto los planetas rocosos alrededor de las estrellas enanas rojas de los últimos tiempos (como Proxima b, LHS 1140b y los siete planetas del sistema TRAPPIST-1), la cantidad de radiación UV que producen las enanas rojas podría ser central para determinar la habitabilidad exoplanetaria.
Como explicó el Dr. Ranjan en un comunicado de prensa de CfA:
"Sería como tener un montón de madera y encender y querer encender un fuego, pero no tener un fósforo. Nuestra investigación muestra que la cantidad correcta de luz UV podría ser uno de los partidos que obtiene la vida tal como la conocemos para encenderse ".
Por el bien de su estudio, el equipo creó modelos de transferencia radiativa de estrellas enanas rojas. A continuación, se trató de determinar si el ambiente UV en los planetas prebióticos tierra-análogos que orbitó ellos sería suficiente para estimular los fotoprocesos que conduciría a la formación de ARN. A partir de esto, calcularon que los planetas que orbitan estrellas enanas M tendrían acceso a una radiación UV bioactiva 100-1000 veces menos que una Tierra joven.
Como resultado, la química que depende de la luz UV para convertir los elementos químicos y las condiciones prebióticas en organismos biológicos probablemente se cerraría. Alternativamente, el equipo estimó que incluso si esta química fuera capaz de proceder bajo un nivel disminuido de radiación UV, operaría a una velocidad mucho más lenta de lo que hizo en la Tierra hace miles de millones de años.
Impresión del artista del planeta que está en órbita alrededor de una estrella enana roja. Crédito de la imagen: ESO / M. Kornmesser
Como explicó Robin Wordsworth, profesor asistente de la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de Harvard y coautor del estudio, esto no es necesariamente una mala noticia en lo que se refiere a las cuestiones de la habitabilidad. "Puede tratarse de encontrar el lugar ideal", dijo. "Es necesario que haya suficiente luz ultravioleta para activar la formación de la vida, pero no tanto como para erosionar y eliminar la atmósfera del planeta".
Estudios previos han demostrado que incluso las enanas rojas calmadas experimentan dramáticas llamaradas que periódicamente bombardean a sus planetas con explosiones de energía UV. Si bien esto se consideró algo peligroso, que podría despojar a los planetas en órbita de sus atmósferas y irradiar la vida, es posible que tales bengalas pudieran compensar los niveles más bajos de UV producidos constantemente por la estrella.
Esta noticia también viene en los talones de un estudio que indicó cómo los planetas exteriores del sistema TRAPPIST-1 (incluyendo los tres situados dentro de su zona habitable) todavía podría tener abundante agua de sus superficies. Aquí también la clave fue la radiación UV, donde el equipo responsable del estudio monitoreó a los planetas TRAPPIST-1 para los signos de pérdida de hidrógeno de sus atmósferas (un signo de fotodissociación).
Esta investigación también recuerda un estudio reciente dirigido por el Profesor Avi Loeb, Presidente del Departamento de Astronomía de la Universidad de Harvard, Director del Instituto de Teoría y Computación, y también miembro de la CfA. Loeb y su equipo concluyeron que las estrellas enanas rojas son las que tienen más probabilidades de dar vida, debido a su baja masa y extrema longevidad.
Impresión del artista de una puesta del sol vista de la superficie de un Exoplanet Earth-like. Crédito de la imagen: ESO / L. Calçada
En comparación con las estrellas de mayor masa que tienen una vida más corta, es probable que las estrellas enanas rojas permanezcan en su secuencia principal durante seis a doce billones de años. Por lo tanto, las estrellas enanas rojas estarían ciertamente alrededor del tiempo suficiente para acomodar incluso una tasa muy desacelerada de evolución orgánica. A este respecto, este último estudio podría incluso considerarse una posible solución para la Paradoja de Fermi - ¿Dónde están todos los alienígenas? ¡Todavía están evolucionando!
Sin embargo, como indicó Dimitar Sasselov -el profesor Phillips de Astronomía en Harvard, director de la Iniciativa Origins of Life y coautor del artículo- todavía hay muchas preguntas sin respuesta:
"Todavía tenemos mucho trabajo por hacer en el laboratorio y en otros lugares para determinar cómo factores, incluyendo UV, juegan en la cuestión de la vida. Además, necesitamos determinar si la vida puede formarse a niveles de UV mucho más bajos de lo que experimentamos aquí en la Tierra ".
Como siempre, los científicos se ven obligados a trabajar con un marco limitado de referencia cuando se trata de evaluar la habitabilidad de otros planetas. A nuestro entender, la vida existe sólo en el planeta (es decir, en la Tierra), lo que naturalmente influye en nuestra comprensión de dónde y bajo qué condiciones puede prosperar la vida. Y a pesar de la investigación en curso, la pregunta de cómo la vida emergió en la tierra sigue siendo algo de un misterio.
Si la vida fuera encontrada en un planeta orbitando una enana roja, o en ambientes extremos que pensábamos que eran inhabitables, sugeriría que la vida puede surgir y evolucionar en condiciones muy diferentes de las de la Tierra. En los próximos años, las misiones de próxima generación como el Telescopio Espacial James Webb son el Telescopio Gigante de Magallanes se espera que revelen más sobre las estrellas distantes y sus sistemas de planetas.
La recompensa de esta investigación es probable que incluya nuevos conocimientos sobre dónde la vida puede surgir y las condiciones en las que puede prosperar.
Lectura adicional: CfA, The Astrophysical Journal
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