Un planeta alienígena sin amanecer ni atardecer podría albergar vida

LHS 3844b, un exoplaneta ligeramente más grande que la Tierra, orbita la estrella enana roja LHS 3884, situada a 48,5 años luz de nuestro sistema solar. A diferencia de nuestro planeta, este exoplaneta está bloqueado por marea, lo que significa que rota sobre su eje en el mismo tiempo que orbita su estrella. Como resultado, un hemisferio experimenta un día abrasador constante, mientras que el otro permanece en una oscuridad permanente que se acerca al cero absoluto.

A primera vista, este entorno extremo parece completamente inhóspito. Las temperaturas diurnas pueden alcanzar entre 1.000 y 2.000 Kelvin, mientras que el lado nocturno es tan frío que el movimiento de partículas se detiene. Sin embargo, investigaciones recientes sugieren que estos mundos podrían no ser tan hostiles para la vida como parecen.

El investigador Daisuke Noto, del laboratorio Penn GEFLOW de la Universidad de Pennsylvania, afirmó: "Solo mirar las temperaturas extremas en los lados diurno y nocturno podría llevar a concluir que estos exoplanetas son demasiado duros para la vida. Pero, la vida podría encontrar una forma de sobrevivir".

En un estudio publicado en Nature Communications, Noto y sus colaboradores de la Agencia Japonesa de Ciencia y Tecnología Marina-Terrestre y la Universidad de Hokkaido encontraron que "los exoplanetas pueden ser más tolerantes para albergar vida, ya que el bloqueo por marea puede contribuir a mantener ambientes térmicos moderados localmente al redistribuir el flujo de calor".

Común pero Desconocido

Estos hallazgos desafían la suposición común sobre los planetas que siempre muestran la misma cara a sus estrellas. Según Noto, los mundos con día y noche permanentes son mucho más comunes que los planetas como la Tierra, que experimentan un ciclo regular de día y noche.

"Muchos cuerpos celestes, como lunas y planetas cercanos a sus estrellas, están bloqueados por marea. Esto significa que, al girar sobre sus ejes y orbitar alrededor de sus padres, esos ritmos coinciden, llevando a fenómenos como el hecho de que solo vemos un lado de nuestra luna", explicó.

Esta orientación constante crea un contraste de temperatura dramático en todo el planeta. En lugar de centrarse solo en las condiciones de la superficie, los investigadores quisieron entender lo que sucede en el interior del planeta, específicamente en el manto, la gruesa capa rocosa entre la corteza y el núcleo.

Recreando un Planeta Alienígena en el Laboratorio

En lugar de depender únicamente de simulaciones por computadora, el equipo construyó un modelo físico en el laboratorio para imitar el interior de un planeta bloqueado por marea.

"Construir un exoplaneta real en el laboratorio no estaba en el presupuesto", bromeó Noto.

En cambio, los investigadores utilizaron un tanque rectangular lleno de glicerol viscosa y pequeños cristales líquidos termocrómicos que cambian de color a medida que varían las temperaturas. Sistemas experimentales similares se han utilizado durante mucho tiempo para estudiar cómo se mueve el calor a través de materiales de movimiento lento, lo que los convierte en sustitutos útiles para los interiores rocosos de los planetas.

A diferencia de las corrientes oceánicas o climáticas, que son fuertemente influenciadas por la rotación y gravedad de la Tierra, la convección dentro de un manto rocoso es impulsada principalmente por diferencias de temperatura y densidad. Para reproducir esas condiciones, el equipo instaló cuatro termostatos alrededor del tanque para calentar y enfriar diferentes regiones, creando gradientes de temperatura similares a los esperados entre el lado permanentemente iluminado, el lado permanentemente oscuro, la superficie y el interior profundo de un exoplaneta bloqueado por marea.

Un Motor Térmico Planetario

Los experimentos revelaron un patrón notablemente estable. El material caliente se elevó consistentemente por debajo del lado diurno, fluyó a través de la región superior, se enfrió al llegar al lado nocturno, luego se hundió antes de regresar a través del manto inferior. El resultado fue un bucle de circulación continua que se comportó como un latido planetario constante.

"No es caótico como el manto terrestre", dijo Noto. "Es lento y constante. Predecible. Un poco aburrido, pero de una buena manera".

Los investigadores también observaron ocasionalmente penachos en forma de hongo que se elevaban desde la base calentada del tanque. A diferencia de los puntos calientes volcánicos en la Tierra, como los que se encuentran debajo de Hawái o Islandia, estos penachos permanecieron fijos en un lugar en lugar de desplazarse con el tiempo.

Las mediciones del transporte de calor, conocidas como números de Nusselt, fueron comparables a las observadas en el manto terrestre. Ese hallazgo sugiere que algunos exoplanetas bloqueados por marea podrían mantener ambientes geotérmicos localizados que proporcionen condiciones favorables para la vida, particularmente en latitudes medias más templadas.

¿Qué Significa Esto para la Vida Alienígena?

El patrón de circulación constante puede influir en más que solo las temperaturas de la superficie. Noto cree que también podría afectar el movimiento del núcleo líquido de un planeta, generando campos magnéticos que difieren del familiar campo dipolar terrestre.

"Eso es algo que no pudimos probar en este experimento", dijo, "pero es una dirección emocionante para trabajos futuros".

Mirando Más Allá de Otros Mundos

Noto y Hugo Ulloa continúan desarrollando modelos de laboratorio similares para investigar una amplia gama de procesos geofísicos. Investigaciones anteriores del laboratorio Penn GEFLOW exploraron cómo se mueven el calor y la masa a través de espacios confinados, proporcionando nuevas perspectivas sobre el papel de los fluidos en los sistemas hidrotermales.

"Estamos planeando extender aún más los métodos experimentales para profundizar en diferentes sistemas en nuestro planeta en diferentes contextos; las posibilidades son, literalmente, de otro mundo", concluyó Noto.