- Título del artículo científico: Beyond the Drake Equation: A Time-Dependent Inventory of Habitable Planets and Life-Bearing Worlds in the Solar Neighborhood
- Autor: Piero Madau.
- Institución del primer autor: Departamento de Astronomía y Astrofísica, Universidad de California, Estados Unidos.
- Estado: Enviado para revisión en AAS Journals, disponible en ArXiv.
La existencia de vida extraterrestre ha estado más o menos presente en la literatura desde hace mucho tiempo. El primer texto que habla sobre viajes interplanetarios y vida extraterrestre, Una historia verdadera, fue escrito en el siglo II por Luciano de Samósata, nacido en una ciudad de la actual Turquía perteneciente al Imperio Romano. Sin embargo, hubo que esperar hasta 1870 cuando Julio Verne publicó su libro Alrededor de la Luna para que los seres extraterrestres volvieran para quedarse en las obras de ficción.
La investigación científica sobre el tema tuvo un problema fundamental para ponerse a tiro de las artes en esa época: la falta de tecnología apropiada para tal investigación. Sin embargo, se produjeron bastantes estudios teóricos sobre el tema. Uno de ellos dio lugar a la llamada Ecuación de Drake, formulada por el radioastrónomo Frank Drake en 1961, que teoriza sobre el número de civilizaciones en nuestra galaxia, la Vía Láctea, que serían capaces de emitir señales que pudieran ser detectables por nosotros. Es importante notar que la idea fundamental de esta ecuación no es dar un número exacto de civilizaciones alien, sino solamente explorar cuáles son los parámetros que podrían influir en ese número.
La Ecuación de Drake es la siguiente:
Donde
| Símbolo | Descripción |
| N | Número de civilizaciones en la Vía Láctea que se podrían comunicar con nosotros |
| R* | Ritmo de formación de estrellas adecuadas para la existencia de vida |
| fP | Fracción de estrellas con planetas alrededor |
| ne | Número promedio de planetas en la zona de habitabilidad (region alrededor de una estrella en la que se puede encontrar agua en forma líquida) |
| fl | Fracción de esos planetas que logra desarrollar vida |
| fi | Fracción de ese tipo de planetas donde alguna forma de vida inteligente se desarrolla |
| fc | Fracción de los anteriores donde la vida inteligente alcanza niveles de tecnología necesarios para poder comunicarse interplanetariamente |
| L | Tiempo promedio durante el cuál la civilización sobrevive |
Drake también dio valores para cada uno de estos parámetros, lo que otorgó un número total de N = 10 civilizaciones que serían potencialmente detectables, aunque ese número fue y sigue siendo ampliamente discutido. Ahora bien, esta ecuación tiene ya más de 60 años, ¿no será tiempo de revisarla para intentar incluir los avances más acutuales? El artículo de hoy trata sobre esto mismo.
Revisando la ecuación
En los últimos años han habido un gran número de estudios y misiones espaciales dedicadas principalmente tanto a la búsqueda de planetas que orbiten otras estrellas (como la misión Kepler), así como dedicadas a mapear las estrellas de nuestra galaxia (como el telescopio espacial Gaia). Haciendo uso de estos últimos descubrimientos, el autor de nuestro artículo desarrolla una nueva ecuación para determinar el número de civilizaciones alienígenas. Los parámetros que encuentra relevantes para estimar este número son:
- ¿Cuántas estrellas hay a nuestro alrededor?
Si uno de los requisitos es poder comunicarnos con las potenciales civilizaciones alien, uno de los requisitos es que estén cerca. Usando los datos más nuevos proporcionados por la misión Gaia, el número total de estrellas N* que pueden ser observadas hoy en día (t = t0) en los alrededores de nuestro Sol es de
- ¿Como ha cambiado el número de estrellas vecinas con el tiempo?
Un problema es que el número de estrellas vecinas no es constante, sino que constantemente se forman nuevas estrellas, mientras las más antiguas desaparecen. El autor usa resultados de otros artículos que también se basan en observaciones de Gaia para encontrar la tasa de formación de estrellas en nuestro alrededor, mostrado en la Figura 1:
Figura1: El eje horizontal muestra la edad de las estrellas (cero significa el presente), mientras el eje vertical representa la proporción de estrellas que han sido formadas en nuestro alrededor en cierta época. El eje vertical está definido de tal manera que 1 representa el número total de estrellas formadas a nuestro alrededor desde la formación de la Vía Láctea (Crédito: Figura 2 del artículo).
- ¿Qué fracción de esas estrellas son similares a nuestro Sol?
Si buscamos civilizaciones similares a la nuestra, lo más razonable es buscar alrededor de estrellas parecidas al Sol. El criterio para definir este tipo de estrellas es que su tipo espectral sea similar al de nuestra estrella. Para no ser tan restrictivos, no solo se buscarán aquellas del mismo tipo del Sol (tipo G), sino también tipos similares (F y K). El autor no solo usa este criterio, sino que también analiza la metalicidad de la estrella (representada con la letra Z), es decir, la cantidad de elementos más pesados que el helio presente en ella. Este factor es sumamente importante para determinar el tiempo máximo de vida de una estrella, así como la posibilidad de formar planetas alrededor de ella. La metalicidad de las estrellas en el vecindario solar también varía con el tiempo, y pudo ser determinada usando datos obtenidos por los telescopios Mercator y (cuándo no) Gaia
Figura 2: Metalicidad de las estrellas en el vecindario solar con relación al Sol en función del tiempo. Al igual que en la figura anterior, tiempo igual a cero representa el presente. En el eje vertical, la región positiva indica metalicidad mayor a la del Sol, y lo opuesto para la región negativa (Crédito: Figura 4 del artículo).
- ¿Cuántos planetas similares a la Tierra hay alrededor de estas estrellas?
Esta pregunta depende de muchos factores. La misión espacial Kepler encontró que los planetas no suelen encontrarse solos alrededor de una estrella, sino que en promedio cada estrella de tipo F, G o K tiene 1,23 planetas orbitando alrededor. Sin embargo, no todos ellos son planetas similares a la Tierra. Las estimaciones usadas en este artículo dicen que cada una de esas estrellas tiene entre 0,37 y 0,60 planetas similares a la Tierra alrededor (es decir, estos planetas no pueden ser encontrados alrededor de todas estas estrellas). Como mencionamos antes, este número depende de la metalicidad de la estrella por lo que se espera una variación con el tiempo. - ¿Cuánto es el tiempo promedio que un planeta permanece en la zona habitable alrededor de una estrella?
Como fue dicho antes, la zona habitable alrededor de una estrella es aquella en la que las temperaturas son las apropiadas para la presencia de agua líquida. El problema es que esta zona habitable no permanece siempre igual, sino que ocurren cambios en las estrellas que modifican su ubicación.
Figura 3: Tiempo durante el cuál una zona de habitabilidad puede encontrarse alrededor de una estrella en función de su masa. Las líneas gruesas azul y roja muestran los resultados para estrellas con metalicidad menor que e igual a la solar respectivamente, mientras que las líneas punteadas muestran su tiempo total de vida (Crédito: Figura 6 del artículo).
Teniendo en cuenta todos estos factores, el autor está en condiciones de calcular el número total de planetas orbitando estrellas cercanas al Sol que tienen condiciones para albergar vida. No solo eso, sino que también puede calcular cómo ese número ha ido variando con el tiempo. La Figura 4 muestra la evolución de este número hallada en el artículo.
Como vemos en esta figura, el logaritmo del número total de planetas con capacidad de albergar vida se encuentra alrededor de 4, lo que significa que en la historia de nuestra galaxia unos 10000 planetas de este tipo deberían haberse formado en nuestra vecindad. Aunque estos resultados son muy importantes, es importante notar que lo mostrado esta Figura no implica que todos estos planetas alberguen vida, sino que tienen las condiciones para hacerlo. El autor dice explícitamente que estudiar la frecuencia con la cuál los procesos biológicos pueden generar vida está fuera del alcance de este artículo. Sin embargo, estos resultados son muy importantes como primer paso para entender qué tan común son las condiciones para la vida. El estudio de cómo estas condiciones se traducen en la aparición de otros seres vivientes es un trabajo al que todavía le falta mucho recorrido, pero al menos ¡ya lo hemos comenzado!
Crédito de la imagen de portada: NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (SSC-Caltech)
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