revista de divulgación del Instituto de Astrofísica de Andalucía

Pilares e Incertidumbres

Zonas de habitabilidad galáctica

Por Alejandro Márquez Lugo (Instituto de Astronomía y Meteorología, U. Guadalajara)
Pilares científicos

Una Zona de Habitabilidad Galáctica (ZHG) se define como aquella región de una galaxia en la que se dan las condiciones necesarias para que en primer término pueda surgir la vida y, posteriormente, esta logre prosperar durante periodos de tiempo del orden de miles de millones de años. En cierta forma es una generalización del concepto de Zona de Habitabilidad Circunestelar (ZHC), que se define como aquella región en torno a una estrella en la que la temperatura de un planeta permite la existencia de agua líquida en su superficie.
Actualmente se considera que los parámetros definitorios de una ZHG son dos: abundancia de elementos pesados y seguridad ante eventos astrofísicos de tipo cataclísmico.
El primero de ellos se refiere a los elementos químicos necesarios para la formación de la química orgánica, principalmente carbono, oxígeno y nitrógeno. Este parámetro es conocido en astrofísica con el nombre de metalicidad. Dado que son las estrellas medianas y masivas las que producen estos elementos pesados liberándolos al medio interestelar al final de su existencia, son las regiones que han tenido más generaciones de estrellas de estos tipos las que tienen mayor metalicidad y, por ello, donde es más probable el surgimiento de la química necesaria para la aparición de la vida.  En nuestra galaxia, y en general en las galaxias espirales, es en sus núcleos donde se ha producido la mayor cantidad de generaciones de estrellas de estos tipos y en sus bordes la menor. Así, la disponibilidad de elementos químicos para la vida alcanza su máximo cerca de los núcleos galácticos y decae a medida que nos acercamos a los bordes.

El segundo factor es la frecuencia con la que ocurren fenómenos altamente energéticos con la capacidad emitir grandes cantidades de radiación o partículas, pues estas emisiones podrían destruir las moléculas orgánicas y la vida. Los principales procesos astrofísicos de tipo cataclísmico son las explosiones de supernova, los estallidos de rayos gamma, altas tasas de formación estelar seguidas de explosiones de supernova en masa y los chorros que se forman en los discos de acreción de los agujeros negros. Todos estos eventos también son más frecuentes en los núcleos galácticos y menos hacia el borde, lo que hace que las posibilidades de mantenimiento de la vida sean mayores hacia el exterior que hacia el centro galáctico. La conjunción de estos dos factores en las galaxias espirales resulta en que sus bordes no son adecuados por la ausencia de elementos pesados aunque resulten astrofísicamente seguros y que sus núcleos tampoco son propicios dados sus altos niveles de radiación aún cuando su composición química sea muy favorable. Así, en las galaxias espirales queda un anillo intermedio entre el núcleo y la periferia como la región donde se armonizan la posibilidad de surgimiento de la vida y la posibilidad de que esta prospere durante miles de millones de años para dejar que la evolución haga su trabajo. Este anillo es su ZHG. En este contexto no es raro que la ubicación del Sol en la Vía Láctea, a unos treinta mil años luz del centro, caiga en este anillo.

 

Incertidumbres

Dado que no conocemos más que un ejemplo de vida, no se tiene mucha certeza sobre cuál es el grado mínimo necesario de metalicidad para que pueda surgir la química compleja que lleva a la vida; además, para cada galaxia se requieren estudios más detallados que tomen en cuenta las diferencias de metalicidad entre los brazos espirales y los espacios entre estos. También se ha especulado sobre un posible efecto que pudiera tener una mayor o menor densidad de materia oscura sobre la dinámica de las ZHG, un tema por completo abierto a estudio. Otro problema abierto es el de las galaxias que presentan signos de interacción gravitacional que ha deformado su simetría, como por ejemplo las Nubes de Magallanes y otras galaxias aún más fuertemente irregulares.
Dado que esta área de trabajo es relativamente reciente (2001) está aún en construcción y es un campo lleno de incógnitas y de oportunidades.