viernes, 21 de octubre de 2016

La Zona Habitable de la Galaxia.

¿Estamos solos en la Galaxia? ¿Hay otras civilizaciones? Estas son, sin duda, cuestiones que han inquietado a numerosos intelectuales a lo largo de los siglos. La enormidad de nuestra Galaxia, su inmensidad, nos lleva a pensar que no estamos solos.

Sin embargo, no deja de ser sorprendente y paradójico comprobar que no hay pruebas evidentes de la existencia de otras civilizaciones en la Vía Láctea. ¿Dónde están?, se preguntaba Enrico Fermi al formular su famosa paradoja.

Esta cuestión se ha abordado desde un punto de vista científico, aplicando a toda nuestra Galaxia lo poco que sabemos acerca de cómo surgió la vida en la Tierra, para, de esta manera, estimar qué extensión podrían tener las condiciones para la vida en toda la Galaxia.

Un ejemplo de lo que podría ser la Zona Habitable de una Galaxia.
(Fuente: Wikipedia, Crédito: NASA/JPL-Caltech)
La Zona Habitable Galáctica (ZHG) es una herramienta desarrollada dentro de esta línea de investigación, propuesta por primera vez en 2001 por Guillermo González. La ZHG se define como el área de la Galaxia que puede favorecer la aparición de la vida compleja. Se estima que puede tener una forma anular (aunque debería concentrarse sobre todo en los brazos espirales). Sin embargo, ampliaría su tamaño con la edad de la Galaxia, hasta el punto de que no falta quien considera que la ZHG actualmente debería contener la mayor parte de la Vía Láctea.

Para el cálculo de la ZHG se consideran factores diversos, como la ocurrencia de supernovas, la metalicidad del medio interestelar (como sabéis, los astrónomos utilizan el concepto de metalicidad para reflejar la abundancia de elementos más pesados que el Helio), el proceso de formación de los planetas y los tiempos necesarios para que la vida se abra camino.

El límite exterior queda definido por la mínima metalicidad necesaria para la formación de planetas, mientras el límite interior por la densidad estelar y el peligro de que el planeta pueda verse afectado por eventos de alta energía, incluyendo supernovas, que podrían arrasar las atmósferas planetarias o hacerlas inhabitables.

La M31, la Galaxia de Andrómeda, es la más grande de nuestro Grupo Local. Esta es la galaxia con la habitabilidad más estudiada, solo tras la Vía Láctea. (Fuente: Wikipedi, Crédito: Adam Evans)  
En 2004 Lineweaver et al. incorporaron los últimos datos estadísticos disponibles sobre la probabilidad de planetas en función de la metalicidad estelar, y determinaron que la ZHG de la Vía Láctea es un anillo entre 7 y 9 kiloparsecs desde el centro galáctico, con el Sistema Solar dentro de esta zona aproximadamente a 8 kiloparsecs.

Prantzos en 2007 fue muy crítico de estos planteamientos, mostrando las enormes incertidumbres que se asumían y las dificultades de realizar cálculos mínimamente precisos. En particular, puso de manifiesto que la relación observada planeta-metalicidad aplicaba solamente a los planetas gigantes. Es decir, las estrellas con alta metalicidad parecían mostrar tendencia a tener planetas gaseosos. Además, las migraciones que podían realizar estos gigantes podían ser más un peligro para la habitabilidad que un beneficio. De hecho, el peligro de los Hot Jupiters era tan amenazante como el de las Supernovas. Prantzos terminó sugiriendo que la ZHG bien podría contener actualmente a todo el disco galáctico.

Uno de los modelos más sofisticados de ZHG de la Vía Láctea es el de Gowanlock et al. de 2011, que sustituyó las estimaciones anteriores más o menos finas por modelos de ordenador que implementaban simulaciones de Montecarlo analizando estrellas individualmente. El resultado era que las posibilidades de habitabilidad aumentaban conforme nos acercabamos al centro galáctico.

Duncan Forgan ha estudiado la habitabilidad de la Galaxia del Triángulo (M33), la tercera más grande del Grupo Local, tras la M31 y la propia Vía Láctea (Fuente: Wikipedia, Crédito: Francesco Antonucci)  

Duncan Forgan en 2015 aplicó modelos muy detallados de la formación del Grupo Local de Galaxias en combinación con los tratamientos de habitabilidad conocidos. Los resultados de la Vía Láctea y la Galaxia del Triángulo, en una evolución dinámica que incluía la incorporación de galaxias satélites, terminaban creando ZHGs bastante asimétricas. Se mostraba inicialmente que los planetas habitables aumentaban conforme uno se acerca al límite exterior del disco galáctico. Posteriormente, la evolución de las galaxias terminaban produciendo ZHG amplias (2-13 kiloparsecs en la Vía Láctea), tan amplias que terminaban apoyando las tesis de Prantzos.

No deja de ser interesante que otras galaxias hayan recibido estimaciones de ZHG. En particular, Suthar y McKay (2012) sugirieron que la galaxia elíptica M87 y la galaxia elíptica enana M32 podrían poseer zonas de habitabilidad relativamente amplias. Trabajos posteriores (Carigi et al., 2013) determinaron la ZHG de la Galaxia de Andrómeda (M31). Esto ha llegado al extremo con Pratika Dayal (2016) que ¡estudia la Habitabilidad del Universo en su totalidad!

La M87, la enorme Galaxia de Virgo, con un jet expulsado por su núcleo activo. Las galaxias elípticas podrían tener la zona de habitabilidad más extensa. (Fuente: Wikipedia, Crédito: NASA/HST) 

En 2016 Vukotić presentó una simulación de N-cuerpos que predecía una mayor abundancia de planetas habitables en las zonas más exteriores de la galaxia, estando el máximo entre 10 y 15 kiloparsecs, dependiendo de la edad de la galaxia.

En resumen, la diversidad de resultados no es un buen síntoma. Las reglas del juego de la relación de la aparición de planetas habitables y la metalicidad del medio interestelar y las estrellas no están claras. Se necesita además más trabajo para comprender mejor la evolución de este concepto a priori estático de la ZHG dentro de un objeto tan dinámico como una galaxia. Y es que las galaxias no tienen un comportamiento tranquilo, ni mucho menos. Su dinamismo podría terminar ubicando a un planeta habitable casi en cualquier sitio...




Para finalizar, el especialmente sugerente paper de R. DiStefano (CfA) de 2016 que analiza la habitabilidad de los cúmulos globulares. DiStefano incluso incide en la "navegabilidad" de estas regiones del espacio. En los cúmulos globulares las civilizaciones avanzadas pueden desarrollarse rápidamente, por la enorme cercanía entre las estrellas (¡10.000 UA de distancia media!), muy inferior a la habitual en el disco galáctico. Estas reducidas distancias facilitarían la comunicación y los viajes interestelares. Una civilización gozaría de la oportunidad de establecer fácilmente colonias en otros mundos, reduciendo la probabilidad de que un simple cataclismo, que destruyese la vida en un único planeta, acabase con toda la civilización, ya que estaría extendida en múltiples mundos. Las civilizaciones avanzadas en los cúmulos globulares serían prácticamente inmortales... Además, los cúmulos globulares suelen ser muy muy antiguos y es posible que abunden civilizaciones muy evolucionadas... Sin duda buenos objetivos para el proyecto SETI.

Basta revisar brevemente la historia de la Tierra para encontrar paralelismos. Un ejemplo son las civilizaciones del Mediterráneo oriental, plagado de pequeñas islas, que pronto desarrollaron un comercio floreciente en el que a menudo se fundaban nuevos asentamientos coloniales: cicládicos, cananeos, minoicos, micénicos, fenicios, griegos, y tantos otros...

Bueno, como siempre, terminamos hablando de Proxima b. Este supuesto planeta se encuentra a 4,2 años luz (unas 270.000 UA): ¿Qué sería de nuestra civilización si estuviéramos a solo 58 días luz (10.000 UA)?

¡Wow!

Los Cúmulos Globulares podrían tener una habitabilidad sorprendente. Sus posibilidades de mantener civilizaciones longevas y muy desarrolladas parecen claras... (Fuente: Wikipedia, Crédito: NASA/HST) 


2001. Guillermo González define la Zona Habitable Galáctica. (ZHG)

2004. Lineweaver muestra como la ZHG se despliega entre 7 y 9 kiloparsecs para luego ir ampliándose a medida que la galaxia envejece.

2006.La profunda crítica de Prantzos.

2011. El detallado modelo de Gowanlock ha producido una gran influencia en los estudios posteriores.

2012. Leticia Carigi estudia la habitabilidad de la Galaxia de Andrómeda (M31)

2012 Suthar y McKay estudian la habitabilidad de las galaxia irregulares y son más habitables que las espirales.

2014. Spitoni estudia la Habitabilidad de la Vía Láctea junto a la Galaxia de Andrómeda. 

2015. Dayal trata de identificar el tipo de galaxia más habitable.Su apuesta es por las enormes galaxia  elípticas irregulares. 

2015. Duncan Forgan y Dayal estudian la habitabilidad de nuestro Grupo Local de galaxias. Recomiendo la lectura de este interesante paper.

2015. Este artículo de Morrison parece interesante, pero solo he podido acceder al resumen. Pone el énfasis en el estudio de la vida inteligente. Para ello, el planeta tiene que tener un tiempo de tranquilidad entre cada una de las esterilizaciones que producen las supernovas. Parece que la zona interior es la más favorecida.

2016. DiStefano estudia la habitabilidad y la "navegabilidad" de los Cúmulos Globulares...

2016. Dayal estudia la habitabilidad del Universo entero. Al parecer, la habitabilidad de nuestro Universo aumenta con el tiempo.

2016.Vukotić realiza otra estimación más de la ZHG de nuestra galaxia.



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