La zona fotosintética: ¿Dónde buscamos rastros de vida?

La llamada zona habitable es el área alrededor de una estrella donde la temperatura de la superficie es la adecuada para el agua en un planeta con atmósfera. Aunque muchos astrónomos están interesados ​​en la zona habitable, todavía no existe una definición exacta de la misma.

Ilustración artística de un planeta del tamaño de la Tierra en la zona habitable de su estrella. (Fuente: NASA/Ames/JPL-Caltech)

Cassandra Hall (Universidad de Georgia), y otros en sus estudios Definen la parte de la zona habitable donde puede ocurrir la fotosíntesis. Esta es la región donde es más probable que encontremos un planeta en el que podrían originarse rastros de vida, las firmas bioquímicas. Esto podría ayudar a encontrar planetas habitables. Su trabajo ha sido aceptado para su publicación por The Astrophysical Journal Letters.

Ubicación de la zona habitable (región verde del disco) en función de la temperatura de la estrella. La región roja interior muestra la región que está demasiado caliente para el agua líquida, mientras que la región azul exterior está demasiado fría para ella. (Fuente: NASA/Misión Kepler/Dana Berry)

Toda la vida tal como la conocemos depende directa o indirectamente de la fotosíntesis. Hall y sus colegas ahora han identificado la zona fotosintética, a través de la cual los procesos fotosintéticos producen más oxígeno del que consumen. La definición tiene en cuenta factores como la atenuación atmosférica, que afecta la cantidad de luz fotosintética que puede llegar a la superficie.

Los investigadores examinaron un total de nueve escenarios para diferentes condiciones. Cuando la zona fotosintética y la zona habitable coinciden, entonces Zona de fotoresidencia, donde el agua líquida y la fotosíntesis pueden coexistir. En las mejores condiciones, la zona habitable fotosintética tiene aproximadamente el mismo ancho que la zona habitable; Sin embargo, en el peor de los casos, no hay ninguna zona habitable para la fotosíntesis.

Cinco exoplanetas, Kepler-452 b, Kepler-1638 b, Kepler-1544 b, Kepler-62 e y f, se han mantenido constantemente en la zona habitable fotosintética en múltiples escenarios, por lo que los investigadores creen que estos son los mejores lugares para buscar. de vida. Si bien estos cinco planetas son fascinantes, la zona habitable fotosintética es la más emocionante: una nueva teoría que debe explorarse para brindarnos más oportunidades de buscar vida.

El estudio investiga los efectos de la zona habitable fotosintética (verde) bajo una variedad de condiciones. Los investigadores definen la zona habitable fotosintética como la superposición entre la zona fotosintética (rosa) y la zona habitable (azul). Si la atmósfera filtra demasiada luz, las condiciones se deterioran, por lo que la tasa de respiración (R) de las plantas disminuye, pero los organismos utilizan pocos de los recursos disponibles. Así mejoran las condiciones de vida. El escenario más optimista se muestra en la figura inferior derecha. Aquí hay 21 planetas rocosos en una zona habitable fotosintética de 1,8 veces el diámetro de la Tierra. (Fuente: Hall et al. / arXiv: 2301.13836)

«Creo que esta teoría es muy útil cuando se estudian las atmósferas de exoplanetas similares a la Tierra». dice Ravi Kubarapu (NASA Goddard), quien no participó en la investigación. Por ejemplo, es más probable que se detecten signos de vida en atmósferas planetarias en la zona habitable fotosintética. “Sin embargo, prefiero buscar candidatos a exoplanetas en la zona habitable tradicional, porque debemos asegurarnos de que estamos buscando lo más amplio posible”.

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Hall no es el único que intenta mejorar las condiciones para encontrar datos biométricos. Previamente, los investigadores han marcado ciertas partes de la zona habitable con etiquetas «conservadoras» y «optimistas» para ayudarnos a navegar por la habitabilidad de los planetas. Debido a que los planetas son tan diferentes, los investigadores han analizado todo, desde las zonas habitables de las estrellas binarias hasta la cuestión de cómo la masa de un planeta afecta las probabilidades de vida.

Otra investigación ha analizado qué necesita la vida inteligente para prosperar. En su estudio de 2019, Edward Schwitermann (Universidad de California) y sus colegas fueron los primeros en examinar la zona habitable en busca de vida animal, teniendo en cuenta la concentración de gases tóxicos, como el monóxido de carbono, que varios organismos en la Tierra podían manejar. Esta zona habitable es mucho más estrecha que la zona tradicional de Ricitos de Oro. Según Kopparapu, el estudio de Hall complementa muy bien este estudio de 2019, ya que ambos analizan las posibilidades de evolución de diferentes formas de vida.

Nuevos conceptos como la zona de habitabilidad fotosintética o la zona de habitabilidad de la vida compleja nos ayudarán no solo en el lugar donde buscamos vida, sino también en las herramientas que necesitaremos durante la búsqueda.

fuente: cielo y telescopio

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