Einstein vuelve a sorprender: la teoría de la relatividad podría expandir la búsqueda de vida extraterrestre

Un nuevo estudio sugiere que la teoría de la relatividad general podría proteger planetas de un sobrecalentamiento letal, ampliando así el abanico de mundos potencialmente habitables en torno a enanas blancas.
Fuente: ChatGPT / E. F.

En 1915, Albert Einstein revolucionó nuestra forma de entender el universo con la teoría de la relatividad general. Aunque muchas veces se la asocia con agujeros negros o el Big Bang, esta teoría tiene aplicaciones más cercanas a nuestra búsqueda de vida en otros mundos. Cien años después, sigue ofreciendo respuestas inesperadas. Esta vez, aparece como una posible herramienta para proteger planetas que, hasta hace poco, se consideraban demasiado extremos para albergar vida.

Un reciente estudio firmado por Eva Stafne y Juliette Becker, de la Universidad de Wisconsin-Madison, propone que la relatividad general puede evitar que algunos planetas alrededor de enanas blancas se sobrecalienten y pierdan su habitabilidad. Estas estrellas, pequeñas y densas, son restos de soles como el nuestro. Aunque su entorno parece hostil, podrían ser el escenario donde evolucionen nuevas formas de vida. Y lo más sorprendente es que, "sin Einstein", esos mundos tal vez jamás llegarían a tener una oportunidad.

Mundos que orbitan cadáveres estelares

Las enanas blancas son los restos compactos de estrellas como el Sol que han agotado su combustible y colapsado. A pesar de su tamaño reducido, pueden seguir emitiendo calor durante miles de millones de años, lo que abre una posibilidad fascinante: que planetas cercanos se mantengan a temperaturas adecuadas para albergar agua líquida.

El problema es que esa “zona habitable” está extremadamente cerca de la estrella. Según el estudio, suele ubicarse entre 0,01 y 0,1 unidades astronómicas, es decir, entre una décima y una centésima parte de la distancia entre la Tierra y el Sol. Esto significa que un planeta en esa región está sometido a fuertes interacciones gravitatorias.

Aquí entra en juego un fenómeno conocido: el calentamiento por mareas. Si un planeta tiene una órbita ligeramente elíptica, sufre estiramientos y compresiones constantes. Esa fricción interna puede calentar tanto su superficie que desencadena un efecto invernadero descontrolado, como el que vuelve inhabitable a Venus. Estudios previos como el de Barnes y Heller (2013) ya mostraban que bastaba una excentricidad orbital del orden de 10⁻⁴ para llevar a un planeta al desastre térmico.

Comparación entre la influencia de la relatividad general y la gravedad de planetas vecinos en la zona habitable de una enana blanca. Fuente: arXiv

La clave está en la relatividad general

Hasta ahora, los modelos que predecían ese calentamiento se basaban en la física de Newton. Pero cerca de objetos tan densos como una enana blanca, esa aproximación se queda corta. La relatividad general, al describir la gravedad como una curvatura del espacio-tiempo, predice efectos adicionales como la precesión del periastro: un giro lento del punto más cercano de la órbita al astro central.

La novedad del nuevo estudio es que incluye este efecto en sus simulaciones. Los resultados son reveladores: la relatividad general puede estabilizar la órbita de estos planetas, reduciendo las variaciones en su forma y, por tanto, el calentamiento interno.

La precesión orbital inducida por la relatividad general puede proteger a los planetas habitables en órbita alrededor de enanas blancas de un efecto invernadero descontrolado”, explican las autoras. Esta protección no es absoluta, pero sí significativa en una gran variedad de configuraciones planetarias.

Mapa de habitabilidad: regiones donde la relatividad permite evitar el efecto invernadero descontrolado. Fuente: arXiv

Simulaciones para redefinir la habitabilidad

Para probar su hipótesis, las investigadoras simularon sistemas con dos planetas orbitando una enana blanca de 0,5 masas solares. El planeta interior tenía las características de la Tierra y orbitaba a solo 0,01 UA, mientras que el planeta exterior variaba en masa y distancia.

Las simulaciones se ejecutaron dos veces: una con relatividad general y otra sin ella. El resultado fue claro: en ausencia de relatividad, casi todos los sistemas generaban una excentricidad orbital peligrosa para el planeta interior. En cambio, con relatividad, la mayoría de esos mismos sistemas se mantenían dentro de límites seguros.

Incluso se estableció un umbral: planetas exteriores con masas mayores a 250 veces la de la Tierra, o muy cercanos, siguen desestabilizando el sistema. Pero si el planeta vecino es más ligero o está más alejado, la relatividad puede actuar como un escudo gravitacional. Esta idea no solo cambia las predicciones teóricas, sino también la forma de seleccionar objetivos en la búsqueda de vida.

Fuente: ChatGPT / E. F.

Einstein como aliado inesperado

El hallazgo tiene implicaciones profundas. Primero, obliga a revisar el concepto de zona habitable, ya que no basta con considerar la distancia a la estrella o la temperatura. También hay que tener en cuenta las interacciones dinámicas del sistema y cómo la física avanzada las modula.

Segundo, da una oportunidad a un tipo de estrellas antes descartadas como candidatas para la vida. Las enanas blancas, por su estabilidad térmica y reducido tamaño, ofrecen condiciones ideales para estudiar atmósferas planetarias con telescopios como el JWST. Y si un planeta se encuentra justo en el lugar correcto, la relatividad podría ser el factor que lo mantenga habitable.

Además, el trabajo recuerda que las teorías físicas desarrolladas hace más de un siglo siguen activas y útiles en la frontera de la astrobiología. Como apuntan las autoras en el estudio, “la relatividad general puede actuar como un escudo dinámico” , un concepto poderoso en un campo que suele buscar señales de vida en datos microscópicos.

Nuevos horizontes para la búsqueda de vida

Este estudio también reaviva el interés por sistemas planetarios formados después de la muerte de una estrella. Se sabe que algunos planetas pueden formarse a partir de escombros o sobrevivir al proceso de colapso estelar. Estos cuerpos, si se sitúan en la zona habitable y bajo la protección relativista, podrían desarrollar condiciones favorables para la vida.

Las investigadoras también sugieren que este modelo puede aplicarse a otros sistemas extremos, como planetas muy cercanos a estrellas enanas marrones o M-dwarfs. Aunque allí la relatividad no juega el mismo papel, la dinámica orbital sigue siendo crucial.

Por tanto, incluir la relatividad en los modelos de habitabilidad ya no es un lujo teórico, sino una necesidad para entender correctamente qué mundos podrían ser aptos para la vida. La próxima vez que miremos una estrella apagada, quizá estemos observando un oasis posible, con Einstein como guardián silencioso.

Referencias

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