¡Buenas noticias para los amantes del espacio! Un nuevo modelo desarrollado por científicos está ayudando a reducir la búsqueda de planetas potencialmente habitables al identificar cuáles tienen más probabilidades de conservar una atmósfera durante miles de millones de años.

La NASA ha confirmado la existencia de más de 6.000 planetas fuera de nuestro Sistema Solar desde 1992. Además, todavía hay más de 7.000 candidatos esperando ser verificados.

Estos mundos lejanos, conocidos como exoplanetas, orbitan alrededor de aproximadamente 4.700 de los más de 100.000 millones de estrellas que se estima existen en la Vía Láctea. Las estimaciones actuales sugieren que, en promedio, podría haber al menos un exoplaneta por cada estrella de nuestra galaxia.

En apenas unas décadas, la ciencia ha pasado de preguntarse si los exoplanetas existían a estudiar miles de ellos con gran detalle. Esta exploración también forma parte de uno de los mayores objetivos de la astronomía moderna: encontrar mundos capaces de albergar vida, o al menos condiciones similares a las que permiten la vida en la Tierra.

La doctora Michelle Hill, investigadora posdoctoral del Grupo de Modelización Planetaria de la Escuela de Sostenibilidad Doerr de Stanford, lo resume así:

“Solo podremos saber si existen señales de vida ahí fuera estudiando las atmósferas de esos planetas”.

Con ese propósito, un equipo de investigadores desarrolló una herramienta denominada Modelo de Habitabilidad para Mundos Más Pequeños que la Tierra. Publicado en The Planetary Science Journal, el estudio busca ayudar a enfocar los esfuerzos de búsqueda en aquellos planetas con mayores probabilidades de mantener una atmósfera estable durante largos periodos.

Filtrar candidatos según su tamaño y condiciones superficiales

La atmósfera de un planeta actúa como un escudo gaseoso que protege su superficie de las condiciones extremas del espacio. Para conservar esa atmósfera, el planeta necesita suficiente masa para generar una gravedad capaz de retener los gases.

Sin embargo, la masa no es el único factor importante. La radiación procedente de la estrella anfitriona, las partículas energéticas, la actividad volcánica y la composición química interna también influyen en la capacidad de un planeta para crear y mantener una atmósfera.

Para desarrollar el modelo, los investigadores utilizaron un programa basado en Python llamado ExoPlex. Esta herramienta permite calcular la masa y las características internas de un planeta a partir de su radio y presión interna.

El equipo creó seis perfiles planetarios distintos, desde mundos con un radio equivalente a la mitad del terrestre hasta otros del mismo tamaño que la Tierra. También tuvieron en cuenta características como la densidad total, el grosor del manto y su composición.

Todos los modelos se basaron en planetas rocosos con una atmósfera dominada por dióxido de carbono y con una superficie rígida, conocida como sistema de “tapa estancada”, a diferencia de la Tierra, cuya corteza está en constante movimiento debido a la tectónica de placas.

Los resultados fueron sorprendentes. Los planetas con un radio equivalente al menos al 80 % del radio terrestre pueden conservar su atmósfera durante 10.000 millones de años o más si orbitan a una distancia adecuada de una estrella similar al Sol.

Por el contrario, los planetas más pequeños suelen perder su atmósfera en aproximadamente 1.000 millones de años. Aun así, algunos mundos ligeramente más pequeños podrían conservarla si otros factores juegan a su favor.

Los factores clave para conservar una atmósfera

El modelo reveló que uno de los elementos más importantes para mantener una atmósfera es la cantidad inicial de carbono presente en el planeta.

Los planetas se forman a partir de discos de gas y polvo alrededor de las estrellas. Por ello, la composición de cada uno depende en gran medida de los materiales disponibles durante su formación.

El dióxido de carbono desempeña un papel fundamental porque actúa como gas de efecto invernadero, ayudando a retener el calor necesario para mantener temperaturas adecuadas. Además, la actividad volcánica libera continuamente este gas hacia la atmósfera.

Los científicos también descubrieron que la presencia de elementos radiactivos como el torio, el uranio y el potasio resulta esencial. Estos elementos generan calor a medida que se desintegran, prolongando la actividad geológica del planeta.

Mientras exista suficiente calor interno, el manto permanece activo y los volcanes continúan liberando gases. Sin embargo, cuando estos elementos se agotan, el interior del planeta se enfría, la actividad volcánica disminuye y la atmósfera deja de renovarse.

Los mundos con mantos más gruesos y núcleos relativamente pequeños podrían conservar mayores cantidades de carbono y elementos productores de calor, prolongando así la vida útil de sus atmósferas.

El modelo también mostró que un exceso de calor durante las primeras etapas de formación puede ser perjudicial. Los llamados “planetas de inicio caliente” poseen temperaturas internas extremadamente elevadas desde su nacimiento.

Esta condición puede acelerar la pérdida atmosférica precisamente cuando la radiación de la estrella es más intensa. Durante los primeros millones de años, las estrellas emiten niveles muy altos de radiación, que disminuyen gradualmente con el tiempo.

La posición del planeta dentro de la zona habitable también resulta decisiva. Si está demasiado cerca de su estrella, el calor y la radiación pueden romper moléculas pesadas de dióxido de carbono en componentes más ligeros que escapan con mayor facilidad al espacio.

Este proceso acelera aún más la pérdida atmosférica.

Según la doctora Hill:

“Tal vez exista vida bajo la superficie de otros planetas, pero nunca podremos verla porque no podemos enviar misiones a la mayoría de esos exoplanetas. Nuestra mejor oportunidad es analizar sus atmósferas desde la distancia en busca de señales biológicas”.

Atmósferas del pasado, del presente y del futuro

Para comprobar la precisión del modelo, los investigadores lo aplicaron a dos vecinos muy conocidos de la Tierra: Venus y Marte.

Los resultados coincidieron con lo que sabemos actualmente. El modelo predijo correctamente que Venus conservaría una atmósfera extremadamente densa y duradera, mientras que Marte terminaría con una atmósfera muy tenue debido a la pérdida gradual de gases a lo largo de miles de millones de años.

De hecho, la historia atmosférica de Marte fue una de las principales inspiraciones del estudio. Ante el interés popular por la posible terraformación del planeta rojo, los científicos quisieron averiguar si alguna vez tuvo verdaderas posibilidades de conservar una atmósfera estable.

Las simulaciones mostraron que incluso bajo condiciones favorables, el pequeño tamaño de Marte y la ausencia de tectónica de placas reducen considerablemente sus probabilidades de mantener una atmósfera durante periodos prolongados.

La búsqueda de vida extraterrestre sigue enfrentándose a enormes desafíos. Los procesos que forman planetas y mantienen sus atmósferas se desarrollan durante miles de millones de años, lo que plantea no solo dónde puede surgir la vida, sino también cuándo.

Reflexionando sobre ello, la doctora Hill comentó:

“Quizá todavía no hemos encontrado vida porque seguimos en una etapa muy temprana dentro de la gran historia cósmica de creación y evolución de estrellas y planetas. Tal vez seamos de los primeros”.

El equipo ya trabaja en la siguiente fase de la investigación. Su objetivo será incorporar planetas rocosos con tectónica activa, similares a la Tierra, para compararlos con los modelos actuales de superficie rígida.

Cada nuevo avance en el estudio de exoplanetas nos ayuda a comprender mejor cuán especial podría ser nuestro propio mundo. Y al mismo tiempo, nos acerca un poco más a responder una de las preguntas más profundas de la humanidad: si estamos realmente solos en el universo.

Conclusión

La búsqueda de mundos habitables ha dado un paso importante gracias a este nuevo modelo, que permite identificar con mayor precisión qué exoplanetas tienen más posibilidades de conservar una atmósfera durante miles de millones de años. Al considerar factores como el tamaño del planeta, su contenido de carbono, la actividad volcánica y la influencia de la radiación estelar, los científicos pueden reducir el enorme número de candidatos y concentrar sus esfuerzos en los más prometedores.

Aunque todavía estamos lejos de confirmar la existencia de vida fuera de la Tierra, herramientas como esta nos acercan cada vez más a ese objetivo. Cada descubrimiento no solo amplía nuestro conocimiento sobre otros mundos, sino que también nos ayuda a comprender mejor la singularidad de nuestro propio planeta.

A medida que la tecnología avanza y se descubren nuevos exoplanetas, la posibilidad de encontrar señales de vida deja de parecer una fantasía y se convierte en una meta científica cada vez más real. Quizás, en algún rincón lejano de la galaxia, exista un mundo que reúna las condiciones adecuadas para albergar vida. Y cuando llegue ese momento, serán precisamente estudios como este los que habrán ayudado a señalar el camino.