dissabte, de novembre 26, 2016

On hem de buscar vida fora de la Terra?

Pensar en la quantitat de coses que han hagut de coincidir, aquí a la Terra, per a que hi pugui haver vida és un exercici impactant, que et fa pensar sobre l'enorme fortuna que tenim de formar part d'aquest engranatge de la natura.

Què fa que un planeta sigui habitable?

Abans de parlar-ne, vull aclarir dues coses. La primera és què entenem per vida.


Quan parlem de la possibilitat de vida en altres indrets del cosmos, quasi automàticament pensem en éssers intel·ligents, potser amb 3 ulls, prims i alts. Però el cert és que si ja és complicadíssim que la vida, en la seva més simple expressió, aparegui, encara molt més complicat és que les formes primitives puguin arribar a evolucionar cap a entitats intel·ligents. Per això, quan parlem de vida em referiré a formes simples, potser a organismes unicel·lulars.

En relació, també, a aquest tema de la vida haig de dir que una de les preguntes que em fan sovint és el per què busquem el concepte de vida tal i com existeix a la Terra. És a dir, per què no ens plantegem trobar vida que no es basi, per exemple, en la química del carboni, o en l'aigua com a dissolvent. Podrien existir entorns, allà fora, en els que altres elements, com ara el silici, poguessin reemplaçar al carboni? I l'amoníac a l'aigua?

La resposta és que potser sí. Però si prou feina tindríem en reconèixer el nostre propi model de vida si el tinguéssim al davant, altres esquemes de vida ens passarien amb tota seguretat totalment desapercebuts. A més, l'únic model de vida que coneixem és el que ha envaït la Terra, i per això ens centrem en ell. L'únic que podem estudiar.

La segona cosa que volia aclarir és que la condició d'habitabilitat d'un planeta no implica necessàriament que allà hi hagi vida. Pot ser perfectament que un planeta reuneixi totes les condicions per a permetre que la vida prosperi, i en canvi ser un lloc erm i desert. No sabem encara com s'ho va fer la vida per aparèixer al nostre planeta. Podria ser un esdeveniment relativament senzill, donades les condicions oportunes. O, pel contrari, podria ser un fet extraordinari, quasi únic, molt difícil de reproduir en lloc més.

Aquest darrer comentari és oportú en un moment en el que estem descobrint cada cop més planetes que orbiten altres estrelles i que gaudeixen de condicions d'habitabilitat. El darrer d'ells, el més impactant i segurament l'objectiu prioritari d'estudi pels propers anys, és Proxima Centauri b, un planeta un xic més gran que la Terra que gira al voltant de l'estrella més propera a nosaltres. Sembla reunir les condicions d'habitabilitat, però ves a saber si allà hi haurà pogut progressar la vida.

Som-hi doncs. Quins són els principals efectes que farien que un planeta fos amic de la vida?

D'entrada, la distància a la seva estrella i les característiques d'aquesta. El nostre esquema de vida necessita aigua líquida, com deia abans. Sabem que l'aigua és força abundant a l'univers, però no sempre la podrem trobar en aquest estat líquid que tan interessa a la vida. El líquid element és el dissolvent perfecte, allà on es duen a terme les reaccions metabòliques que requereix la vida.

Pensem un moment en la Terra. Si l'agaféssim i l'apropéssim més al Sol, les temperatures lògicament pujarien, i els oceans s'acabarien evaporant. Resulta, a més, que el vapor d'aigua és poc resistent a la radiació solar, que seria més potent. En milions d'anys el vapor d'aigua de l'atmosfera s'aniria descomponent i perdent a l'espai.

Si pel contrari allunyéssim el nostre planeta del Sol, les temperatures baixarien. La natura respondria amb un mecanisme de protecció que es diu el cicle del carboni, i que actua en milions d'anys, que faria que els règims de pluges baixessin i que el CO2 de l'atmosfera s'acumulés (l'aigua de pluja actua netejant parcialment el CO2 i conduint-lo cap a terra, on passa a formar part de les roques). Amb més CO2 d'efecte hivernacle a l'atmosfera, la Terra podria mantenir encara temperatures relativament suaus, tot i que l'allunyéssim de l'estrella. Però fins a un límit. Més o menys a la distància de Mart, al nostre planeta es congelaria tot l'aigua existent.

Per tant, en el nostre cas diríem que les condicions d'habitabilitat es produeixen dins una franja d'espai que va més o menys d'on som ara fins a Mart. Un planeta situat fora d'aquesta franja seria, en principi, massa calent o massa fred per tenir aigua líquida en superfície.

Què passaria ara si canviem el Sol per una altra estrella? Una estrella més gran i calenta desplaçaria aquesta franja d'habitabilitat cap a fora. Una més petita tindria la zona d'habitabilitat molt més propera a ella. Aquest és el cas de Proxima Centauri b. El planeta orbita una nana vermella, una estrella molt més freda i petita que el Sol. En el seu món, la zona d'habitabilitat està extraordinàriament propera a l'estrella. Més propera que el que està l'òrbita del tòrrid Mercuri del Sol.

Així que el primer factor, com hem vist, és la tipologia d'estrella i la distància a ella. Un altre factor, que sembla lògic, és que el planeta sigui rocós.

Simplificant molt, coneixem dos tipus de planetes: els de composició majoritàriament rocosa, i els gasosos. En el nostre Sistema Solar, Mercuri, Venus, la Terra i Mart són del primer tipus, mentre que Júpiter, Saturn, Urà i Neptú són del segon. En els planetes gasosos no existeix, en teoria, el concepte de superfície. Tal com es va baixant des de les capes altes de les seves atmosferes, el gas que les composa (majoritàriament hidrogen i heli, tot i que també molts altres compostos, com ara l'amoníac, o el propi vapor d'aigua) es comprimeix, i pensem que a l'interior el gas arriba a ser sòlid. Però no hi hauria una transició tan abrupta com aquí, a la Terra, on passes, de sobte, de superfície a atmosfera.

Per tant, necessitem pensar en planetes rocosos. Segons els nostres models de formació planetària, els planetes estarien formats per components rocosos, de tipus silicats, fins a una massa aproximada de dos vegades la de la Terra. Un planeta molt més gran que el nostre  hauria acumulat, en la seva creació, majoritàriament gas, i probablement s'hauria convertit en el que anomenem un mini-Neptú gasós. És a dir, no totes les mides de planetes serveixen.

Aquests factors són els més bàsics, i els que fan que la ciència etiqueti un planeta com habitable. Però existeixen multitud d'altres aspectes que han fet de la Terra el que és.


Un dels més fascinants és l'existència de la pròpia aigua. Pensem que quan la Terra es va crear era un lloc massa calent com per a poder conservar l'aigua. Ens imaginem que la Terra era un lloc format per roca fosa, per magma. No hi havia encara escorça, i probablement no hi havia ni gota d'aigua (o molt poca). L'aigua que tenim, la que ens forma i que ha donat vida, i nom al planeta blau, creiem que va venir a cavall d'enormes asteroides i cometes, que varen impactar contra la Terra en la seva infantesa, fa més de 4000 milions d'anys. Gegantins xocs que varen anar carregant el planeta d'aigua, ja que els asteroides, igual que els cometes, són cossos rics en gel d'aigua.

No està gens malament, oi? Un planeta tan habitable com la Terra, de fet el símbol de l'habitabilitat, i que tot i complir les condicions aparentment necessàries va requerir de l'ajut de impactes catastròfics per a omplir-se d'aigua.

Un altre dels fets més sorprenents és l'existència de camp magnètic. Aquest camp no només serveix per a que puguem tenir brúixoles que senyalin el nord, sinó que bàsicament forma el nostre escut protector. El camp magnètic del planeta atura la gran majoria de partícules carregades elèctricament que ens arriben de l'espai a grans velocitats, unes del Sol i altres de les llunyanes explosions de les supernoves. Aquestes partícules en gran quantitat serien letals per la vida tal com la coneixem. Sense camp magnètic és probable que el nostre planeta fos un lloc solitari. Amb aigua líquida i habitable, sí. Però potser sense vida.

Ens podem preguntar què fa que un planeta tingui camp magnètic, ja que, per exemple, Mart o Venus no en tenen. Sembla que les raons són complexes, però simplificant tindríem un nucli metàl·lic semifós i en rotació. Això funcionaria com una gran dinamo, i generaria corrents elèctriques, la font del magnetisme en el planeta. La Terra té metalls en estat semifós al seu interior gràcies a l'escalfor que generen elements radioactius que lentament es van descomponent al llarg de milers de milions d'anys. I la rotació del planeta és suficientment ràpida (una volta en un dia) per a que la dinamo funcioni. Venus, en canvi, rota molt lentament (en 243 dies dels nostres!), massa lentament com per a crear camp magnètic. Mart, pel seu costat, per raons que no acabem de comprendre, tindria un interior metàl·lic, però segurament sòlid. Sense masses viscoses que es moguin, no generes corrents elèctriques ni magnetisme.

Actualment creiem que el camp magnètic també ajuda a conservar l'atmosfera. Sense ell, les partícules del vent solar aniquilarien poc a poc les molècules d'aire de les capes altes, i la Terra hagués perdut la seva atmosfera, o una bona part d'ella. Com de fet l'ha quasi perdut Mart.

Tot i que sumis els ingredients per a la vida, sembla que aquesta necessita un cert temps per a evolucionar i desenvolupar-se. A la Terra la vida va aparèixer uns 600 o 700 milions d'anys després de formar-se el planeta. Això ens porta, de nou, al tema de les estrelles hostes. Els Sols molt grans viuen poc comparat amb les llarguíssimes vides de les estrelles més petites. Una estrella gegant no viuria el suficient com per permetre aquesta aparició de la vida en un dels seus planetes habitables, i molt menys per donar temps a la lenta evolució de les espècies. Sembla, doncs, que també es necessitaria que l'estrella no fos gaire gran per a poder parlar de la possibilitat de vida.

Podríem seguir la llista amb més temes, com ara la inclinació de l'eix de rotació de la Terra, perfecte per a produir suaus estacions de l'any que han afavorit l'evolució de les formes vives. O les marees, que varen ajudar a la colonització del medi terrestre a partir dels oceans. L'existència d'una Lluna gran, que estabilitza l'eix de la Terra i provoca les marees, va ser, per tant, un factor clau. I vet aquí, un cop més, que la Lluna no va néixer amb la Terra, sinó que va ser el producte d'un cataclisme, l'impacte d'un embrió de planeta de la mida de Mart contra la jove Terra, fa milers de milions d'anys. Un impacte perfecte, per crear un satèl·lit perfecte.

No desesperem, però, veient la quantitat de coses que calen per fer aparèixer i progressar la vida. Pot haver altres indrets que siguin favorables, i no siguin planetes. En particular, els satèl·lits dels grans planetes gasosos. Allà, les enormes forces d'atracció gravitatòria dels planetes gegants generarien molta energia, i per tant calor, al deformar els seus satèl·lits, i podrien fer que sota les capes de roca gelada de la superfície poguessin existir oceans líquids. En aquest cas l'energia proporcionada pel planeta gegant compensaria la llunyania de l'estrella. Això podria haver passat, per exemple, a Europa, un dels satèl·lits de Júpiter.

Què tenim a favor de la vida? Penso que hi ha dues coses que poden lluitar contra les baixíssimes probabilitats de coincidència de tants factors.

Un d'ells, el més trivial, són les gegantines proporcions del cosmos conegut. Milers de milions de galàxies, cadascuna amb milers de milions d'estrelles, cadascuna amb una quantitat variable de planetes. Alguns d'ells, pocs, rocosos i orbitant a la distància habitable del seu Sol. I d'aquests, encara menys que tinguin realment aigua; i d'aquests, encara una petitíssima fracció dels que haurien estat seleccionats per la mare natura. Però és que les xifres de partida són increïblement enormes. Amb tant de planeta a l'univers, podem realment pensar que la vida és propietat només d'un petit planeta blau que hi ha a un racó insignificant del cosmos?

El segon factor és el disseny de la vida. La natura ha inventat quelcom molt resistent, i probablement en el fons dels gens més antics està codificada la lluita per la supervivència. És impressionant com la vida s'aferra a la vida. El nostre planeta ha sofert cataclismes imponents al llarg de la seva història, ja sigui per impactes com per períodes intensos de vulcanisme. Alguns d'aquests cataclismes han quasi esterilitzat la Terra, fent desaparèixer més del 90% d'espècies que hi pogués haver, espècies que mai no sabrem quines ni com eren. Però cada cop la vida ha retornat, i encara més forta, més exuberant.

Actualment es coneixen organismes microscòpics capaços de sobreviure força temps en condicions de vuit i de baixes temperatures, com les que existeixen a l'espai. Van ser els seus avantpassats els que potser van viatjar, protegits dins d'asteroides o petits meteorits, fa milers de milions d'anys, cap a una Terra buida per colonitzar-la?

Una cosa, però, és creure i confiar. I una altra és demostrar.

Així que aquesta és la cursa. Per una banda, intentar trobar formes de vida, potser fòssils, a les planures de Mart, o sota el gel del satèl·lit Europa. Per una altra, començar a identificar planetes habitables de tipus Terra que orbitin altres estrelles. La seva exploració queda molt lluny de les nostres possibilitats actuals, però en remot podem intentar esbrinar coses que ens puguin fer pensar que allà hi hagi vida. Recordeu, només pensar. Perquè la comprovació definitiva seria anar-hi i trobar-la.

En definitiva, potser l'existència de vida és una cosa més senzilla del que pensem. O potser no, i el conjunt de casualitats que han de coincidir la converteixen en una extraordinària excepció.

Sigui com sigui, és clar que la vida, fàcil o difícil, és la meravellosa obra mestre del nostre univers.




diumenge, de novembre 06, 2016

No et pots perdre la superlluna del 14 de novembre

El dilluns 14 de novembre tindrem la superlluna més gran des de fa molt de temps, i que trigarem bastants anys en tornar a veure.

Què és una superlluna?

La Lluna gira al voltant de la Terra seguint una òrbita que no és exactament circular, sinó lleugerament ovalada (en diem el·líptica). Això fa que hi hagi moments en els que la Lluna circula un xic més a prop de la Terra (es diu que la Lluna és al perigeu) i altres en els que se situa més lluny (els apogeus). Els planetes també presenten aquesta característica d'òrbites no circulars al voltant del Sol (en aquest cas, parlem dels perihelis i dels afelis).


Doncs bé, en diem superlluna quan coincideix que la Lluna és plena (o també nova) i es troba prop del perigeu de la seva òrbita. La raó és clara: a l'estar en el punt més proper a nosaltres, la Lluna apareix visualment una mica més gran (si és plena; en canvi, si és nova no la veiem, però en el cas de produir eclipsi total de Sol la durada d'aquest és màxima).

El 14 de novembre la Lluna serà plena, i passarà pel seu perigeu. Per tant, serà una superlluna.

No totes les superllunes són iguals, però. N'hi ha de més "súper" que d'altres. Això és degut, entre altres petits efectes, al grau de coincidència entre la fase plena i el punt de perigeu. En el cas de la superlluna del 14 de novembre, la coincidència és molt alta: només dues hores aproximadament separen el moment en el que la Lluna serà plena i el punt de perigeu. Això és el que la fa especial.

Com d'especial? Doncs serà la superlluna més gran des de l'any 1948, i no n'hi tornarà a haver una de tan gran fins l'any 2034. Així d'especial.

Què veurem? Una Lluna plena més gran del normal, tal com hem dit. Com de més gran?

Aproximadament un 14% més gran que una Lluna plena de les petites. En lluentor, aquest 14% es traduirà, ni més ni menys, que en un 30% més potent. Tot i que aquestes xifres semblen importants, no és trivial notar la diferència a ull nu si no es disposa d'una referència.

Un bon experiment, i record, serà fotografiar aquesta superlluna amb una càmera normal, i repetir la fotografia en qualsevol de les Llunes plenes següents. La comparació de la mida de la Lluna a les fotografies posarà fàcilment de manifest la major grandària de la superlluna.

La veritat és que la superlluna té molt poca rellevància des del punt de vista científic. Es tracta més d'un tema de folklore popular, però que als astrònoms ja ens sembla bé. Tot el que sigui fomentar l'observació del cel sota paràmetres honestos (vull dir, basats en informació fidel i no en paranys) és positiu, i fa que ens tornem més sensibles vers la protecció dels nostres cels.

Paranys? Sí, lamentablement n'hi ha alguns. Per exemple:

-Una superlluna afavoreix catàstrofes naturals=FALS. L'única raó que podria haver-hi seria degut a efectes gravitatoris majors. Però aquests efectes són molt petits, i no hi ha res que sustenti aquesta suposada teoria catastrofista.

-Les marees provocades per una superlluna són espectaculars=FALS. Pel mateix motiu que dèiem abans. Sí que és cert que l'efecte de marea és lleugerament superior amb una superlluna, però es calcula que com a màxim estem parlant de centímetres de diferència. Algú s'atreveix a mesurar pocs centímetres de diferència entre dues marees? Probablement un vaixell proper, o una roca nova a prop de la costa crearan més diferència entre la marea del 14 i la dels dies següents.

-És la nit preferida pels homes llops. Home, això podria ser. Jo, si en fos un, segur que preferiria sortir les nits de superlluna, per poder gaudir de la seva visió com fan els humans normalets.

Prepareu-vos doncs per mirar la Lluna del 14 de novembre. Les Llunes plenes sempre són fascinants, contemplades a ull nu. I aquesta encara ho serà més. 

Una magnífica i gran Lluna plena per mirar, i fotografiar, en família, mentre recordem el seu origen. Un origen apocalíptic, quan un gran objecte va col·lidir contra la jove Terra, fa més de 4 mil milions d'anys, per crear-li la companya que ara veiem al cel.


Potser mentre en gaudim podrem escoltar els sinistres udols, esperem que llunyans, d'algun home llop enamorat de la superlluna més gran en molts anys.

Estels i Planetes

TOP