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Vida en el sistema solar - Monografía



 
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Aire. Nitrógeno. Oxígeno. Hidrógeno. Dióxido de carbono. Planetas. Radiación. Espectrometría. Fotómetro



 ”LAS POSIBILIDADES DE VIDA EN EL SISTEMA SOLAR”



INTRODUCCIÓN



Durante toda mi vida me he preguntado sobre la posibilidad de que exista vida en otras partes. ¿Qué forma tendría? ¿O de qué estaría hecha? Todos los seres vivos de nuestro planeta están constituidos por moléculas orgánicas: arquitecturas microscópicas complejas en las que el átomo de carbono juega un papel central. Hubo una época, anterior a la vida, en que la Tierra era estéril y estaba absolutamente desolada. Nuestro mundo rebosa ahora de vida. ¿Cómo llegó a producirse? ¿Cómo se constituyeron en ausencia de vida moléculas orgánicas basadas en el carbono? ¿Cómo nacieron los primeros seres vivos? ¿Cómo evolucionó la vida hasta producir seres tan elaborados y complejos como nosotros, capaces de explorar el misterio de nuestros orígenes?
¿Hay vida también sobre los incontables planetas que pueden girar alrededor de otros soles? De existir la vida extraterrestre, ¿se basa en las mismas moléculas orgánicas que la vida de la Tierra? ¿Se parecen bastante los seres de otros mundos a la vida de la Tierra? ¿O presentan diferencias aturdidoras, con otras adaptaciones a otros ambientes? ¿Qué otras cosas son posibles? La naturaleza de la vida en la Tierra y la búsqueda de vida en otras partes son dos aspectos de la misma cuestión: la búsqueda de lo que nosotros somos.

La Tierra es un lugar, pero no es en absoluto el único lugar. No llega a ser ni un lugar normal. Ningún planeta o estrella o galaxia puede ser normal, porque la mayor parte del Cosmos está vacía. El único lugar normal es el vacío vasto, frío y universal, la noche perpetua del espacio intergaláctico, un lugar tan extraño y desolado que en comparación suya los planetas, y las estrellas y las galaxias se nos antojan algo dolorosamente raro y precioso. Si nos soltaran al azar dentro del Cosmos la probabilidad de que nos encontráramos sobre un planeta o cerca de él sería inferior a una parte entre mil millones de billones de billones (1033). En la vida diaria una probabilidad así se considera nula. Los mundos son algo precioso.

Si adoptamos una perspectiva intergaláctica veremos esparcidos como la espuma marina sobre las ondas del espacio innumerables zarcillos de luz, débiles y tenues. Son las galaxias.
Una galaxia se compone de gas, de polvo, de estrellas. Cada estrella puede ser un sol para alguien. Dentro de una galaxia hay estrellas y mundos y quizás también una proliferación de seres vivientes y de seres inteligentes y de civilizaciones que navegan por el espacio.
Hay cientos de miles de millones de galaxias, cada una con un promedio de un centenar de miles de millones de estrellas. Es posible que en todas las galaxias haya tantos planetas como estrellas, diez mil millones de billones. Ante estas cifras tan sobrecogedoras, ¿cuál es la probabilidad de que una estrella ordinaria, el Sol, vaya acompañada por un planeta habitado? ¿Porqué seríamos nosotros los afortunados, medio escondidos en un rincón del Cosmos? A mí se me antoja más probable que el universo rebose de vida. Pero nosotros, los hombres, todavía lo ignoramos.

Cada sistema estelar es una isla en el espacio, mantenida en cuarentena de sus vecinos por los años luz. Puedo imaginar a seres en mundos innumerables que en su evolución van captando nuevos vislumbres de conocimiento: En cada mundo estos seres suponen en un principio que su mundo baladí y sus pocos e insignificantes soles son lo único que existe.
Algunas estrellas pueden estar rodeadas por millones de pequeños mundos rocosos y sin vida, sistemas planetarios congelados en alguna fase primitiva de su evolución. Quizás haya muchas  estrellas que tengan sistemas planetarios muy parecidos al nuestro: en la periferia grandes planetas gaseosos y con anillos y lunas heladas, y más cerca del centro, mundos pequeños, calientes, azules y blancos, cubiertos de nubes. En algunos de ellos puede haber evolucionado vida inteligente.

¿Cómo comenzó la vida en nuestro planeta?



En un comienzo, la atmósfera de la Tierra estaba desprovista de oxígeno y los rayos ultravioletas del sol sobrecalentaban su superficie. Fue entonces en el agua, protegida de las radiaciones, donde apareció la vida. Las algas azules fueron los primeros vegetales capaces de producir clorofila. Gracias a ella, las algas absorbían la energía del Sol y fabricaban su propio alimento. Durante ese proceso, liberaban oxígeno. Poco a poco, la atmósfera se fue cargando de oxígeno pero todavía era atacada por las radiaciones solares.
Lentamente, la capa superior de oxígeno se convirtió en ozono, gas que filtra las radiaciones solares. Gracias a él, la vida pudo finalmente salir del agua.

¿Qué es el aire?



El aire es un conjunto de gases. El que rodea a la Tierra y a otros cuerpos celestes recibe el nombre de atmósfera. De todos los gases que forman la atmósfera terrestre, los más importantes para la vida son: el nitrógeno, el oxígeno, el hidrógeno y el dióxido de carbono. El nitrógeno es el más abundante. El que sigue en cantidad es el oxígeno, imprescindible para la respiración de todos los seres vivos, y por último el dióxido de carbono, gas que utilizan los vegetales para la fotosíntesis.
Por otro lado, la parte superior de la mesosfera es el límite con el espacio exterior. Allí prácticamente no hay aire. Los únicos gases que se pueden encontrar son hidrógeno y helio. Faltan, por lo tanto, dióxido de carbono, nitrógeno y oxígeno, que son los más importantes para la vida.

Los planetas de nuestro sistema


Son mundos pesados, cautivos del Sol, obligados gravitatoriamente a seguirlo en órbitas casi circulares, y calentados principalmente por la luz solar. Plutón, cubierto por hielo de metano y acompañado por su solitaria luna gigante, Caronte, está iluminado por un Sol distante, que apenas destaca como un punto de luz brillante en un cielo profundamente negro. Los mundos gaseosos gigantes, Neptuno, Urano, Saturno -la joya del sistema solar- y Júpiter están todos rodeados por un séquito de lunas heladas. En el interior de la región de los planetas gaseosos y de los icebergs en órbita están los dominios cálidos y rocosos del sistema solar. Está por ejemplo Marte, el planeta rojo, con encumbrados volcanes, grandes valles de dislocación, enormes tormentas de arena que abarcan todo el planeta y con una pequeña probabilidad de que existan algunas formas simples de vida. Todos los planetas están en órbita alrededor del Sol, la estrella más próxima, un infierno de gas de hidrógeno y de helio ocupado en reacciones termonucleares y que inunda de luz el sistema solar.

Júpiter



Cuando el sistema solar se condensó a partir del gas y el polvo interestelares, Júpiter adquirió la mayor parte de la masa que fue proyectada hacia el espacio interestelar y que no cayó hacia adentro, hacia el Sol. Si Júpiter hubiese tenido una masa doce veces superior, la materia de su interior hubiese sufrido reacciones termonucleares, y Júpiter hubiese comenzado a brillar con luz propia. El planeta mayor es una estrella fracasada. Incluso así, sus temperaturas interiores son lo bastante elevadas para emitir casi el doble de la energía que recibe del Sol (alcanza unos -120 ºC). En la parte infrarroja del espectro, podría incluso ser  correcta la afirmación de que Júpiter es una estrella de luz visible, habitaríamos hoy un sistema binario o de dos estrellas, con dos soles en nuestro cielo, y las noches serían menos frecuentes.

En el interior de Júpiter, donde las presiones son unos tres millones de veces superiores a la presión atmosférica de la superficie de la Tierra, apenas hay otra cosa que un gran océano  oscuro y chapoteante de hidrógeno metálico. Pero en el núcleo mismo de Júpiter puede haber una masa de roca y de hierro, un mundo semejante a la Tierra dentro de una camisa de fuerza oculto para siempre en el centro del mayor planeta.
Es mucho más difícil imaginar una presencia humana sustancial en el mismo Júpiter. Este mundo inmenso y variable visto desde las caras próximas de Io o de Europa llena gran parte del cielo, colgando de lo alto, sin nunca salir ni ponerse, porque casi todos los satélites del sistema solar tienen una cara girada constantemente hacia su planeta, como hace la Luna con la Tierra. Júpiter será un motivo continuo de provocación y de interés para los futuros exploradores humanos de las lunas jovianas.

Saturno



Por su composición y por muchos otros aspectos, es semejante a Júpiter, pero más pequeño. Tiene un campo magnético y un conjunto de radiaciones más débiles que Júpiter y un conjunto más espectacular de anillos circumplanetarios. Y también está rodeado por una docena de satélites, o más.
La más interesante de las lunas de Saturno parece ser Titán, la luna mayor del sistema solar y la única que posee una atmósfera sustancial.
A través de un claro en las nubes de Titán se podían vislumbrar Saturno y sus anillos, con su color amarillo pálido, difuminado por la atmósfera interpuesta. El sistema de Saturno está a una distancia del Sol diez veces superior a la de la Tierra, y por lo tanto la luz solar en Titán tiene sólo un 1% de la intensidad a la que estamos acostumbrados, y la temperatura debería estar muy por debajo del punto de congelación del agua, aunque el efecto invernadero atmosférico fuera importante. Pero la abundancia de materia orgánica, luz solar y quizás puntos calientes volcánicos hace que no pueda eliminarse fácilmente la posibilidad de que haya vida en Titán. En un medio ambiente tan diferente, tendría que ser, como es lógico, muy distinta de la vida de la Tierra. No hay pruebas fuertes, ni a favor ni en contra, de la vida en Titán. Es simplemente algo posible.


Marte



¿Porqué marcianos? ¿Porqué tantas especulaciones vehementes y tantas fantasías desbocadas sobre los marcianos, y no por ejemplo, sobre los saturnianos o plutonianos? Porque Marte parece, a primera vista, muy semejante a la Tierra. Es el planeta más próximo con una superficie visible. Hay casquetes polares de hielo, blancas nubes a la deriva, furiosas tormentas de arena, rasgos que cambian estacionalmente en su superficie roja, incluso un día de veinticuatro horas. Es tentador considerarlo un mundo habitado. Marte se ha convertido en un escenario mítico sobre el cual proyectamos nuestras esperanzas y nuestros temores terrenales. Pero las predisposiciones psicológicas en pro y en contra no deben engañarnos. Lo importante son las pruebas y las pruebas todavía faltan. El Marte real es un mundo de maravillas. Sus perspectivas futuras nos intrigan más que el conocimiento de su pasado. En nuestra época hemos escudriñado las arenas de Marte, hemos afirmado allí una presencia, hemos dado satisfacción a un siglo de sueños.
Marte está más lejos del Sol que la Tierra, y sus temperaturas son considerablemente bajas. Su aire está enrarecido y contiene principalmente dióxido de carbono, aunque haya también algo de nitrógeno molecular, de argón y cantidades muy pequeñas de vapor de agua, oxígeno y ozono. Es imposible que haya hoy en día masas al aire libre de agua líquida, porque la presión atmosférica de Marte es demasiado baja para impedir que el agua, incluso fría, entre rápidamente en ebullición. Puede haber diminutas cantidades de agua líquida en poros y capilaridades del suelo. La cantidad de oxígeno es demasiado pequeña para que un ser humano pueda respirar. El contenido de ozono es tan poco que la radiación germicida ultravioleta del Sol choca sin impedimentos con la superficie marciana. ¿Podría sobrevivir un organismo en un ambiente de este tipo?

Venus



Venus tiene casi la misma masa, el mismo tamaño y la misma densidad que la Tierra. Sin embargo, la temperatura de la superficie es mucho mayor. Las observaciones señalan temperaturas del orden de -40 ºC que deben corresponder, seguramente, a las capas de nubes situadas a gran altura sobre la superficie. Al ser el planeta más próximo a nosotros, durante siglos se le ha considerado como hermano de la Tierra. ¿Cómo es en realidad nuestro planeta hermano? ¿Puede que al estar algo más cerca del Sol sea un planeta suave, veraniego, un poco más cálido que la Tierra? ¿Hay volcanes? ¿Montañas? ¿Océanos? ¿Vida?


Mercurio



Es el más próximo al Sol y el más pequeño del sistema. El diámetro es menor que la mitad del diámetro de la Tierra. La temperatura en la superficie es muy alta: unos 300 ºC. Se supone que no tiene atmósfera puesto que se observan crepúsculos en las transiciones entre los días y las noches.


La radiación de los cuerpos celestes


La mayoría de los cuerpos celestes son luminosos, ya sea porque brillan con luz propia como las estrellas, nebulosas, galaxias, etc., o porque reflejan la luz de otros astros, como los planetas y algunas nebulosas brillantes. En contraste con estos astros luminosos se presentan las nebulosas oscuras, sólo observables cuando absorben la luz de las estrellas situadas atrás.

Análisis de la radiación


Es posible analizar todos los fenómenos que ocurren en todos esos astros mediante el estudio detallado de la luz que recibimos de ellos. Para esta finalidad son útiles dos instrumentos acoplados al telescopio: el espectrógrafo y el fotómetro. Con ayuda del espectrógrafo se descompone la luz que llega al astro y se analiza su temperatura, composición química, presión, turbulencia, etc. El fotómetro, en cambio, permite medir la cantidad de luz que llega; con filtros adecuados puede aislarse una banda del espectro entre longitudes de onda determinadas y obtenerse un valor de la cantidad de luz irradiada, determinando así si la estrella se mantiene constante en brillo o es variable, deducir su temperatura, etc.

Espectrometría



Cuando un haz intenso de luz blanca y corriente pasa a través de una hendidura estrecha y después atraviesa un prisma o una red, se esparce formando un arco iris de colores, llamado espectro. El espectro se extiende desde las frecuencias altas de la luz visible hasta las bajas: violeta, azul, verde, amarillo, anaranjado y rojo. Como estos colores pueden verse, se les llamó el espectro de la luz visible. Pero hay mucha más luz que la del pequeño segmento del espectro que alcanzamos a ver. En las frecuencias más altas, debajo del violeta, existe una parte del espectro llamada ultravioleta: es un tipo de luz perfectamente real, portadora de muerte para los microbios. Para nosotros es invisible.
Debajo del ultravioleta esta la parte de rayos X del espectro, y debajo de los rayos X están los rayos gamma. En las frecuencias más bajas, al otro lado del rojo, está la parte infrarroja del espectro. Debajo del infrarrojo está la vasta región espectral de las ondas de radio.
El espectro es utilizado para determinar la composición química de los objetos distantes. Diferentes moléculas o elementos químicos absorben diferentes frecuencias o colores de luz, a veces en la zona visible y a veces en algún otro lugar del espectro. Cada tipo de línea está compuesta por una clase particular de moléculas o átomos. Cada sustancia tiene su firma espectral característica.

Fotómetro



Este método fotográfico determina el brillo de una estrella sobre una placa fotográfica, midiendo el diámetro de la imagen, la que es mayor y más densa a medida que la estrella es más brillante.

Venus


Los espectros muestran la existencia de bandas de dióxido de carbono y nitrógeno. También se distinguen rastros de vapor de agua, oxígeno y argón.

Júpiter



Los espectros demuestran que su atmósfera está compuesta especialmente por amoníaco (NH3) el cual está solidificado y metano (CH4) que se encuentra en estado gaseoso; se admite que debe abundar el hidrógeno, que al combinarse con todo el nitrógeno y el carbono disponibles formó los gases mencionados. Además, es muy probable la presencia de helio.

Saturno



Su atmósfera está compuesta por amoníaco y metano. Presenta una gran cantidad de nitrógeno.

Urano y Neptuno



El espectro revela la presencia de hidrógeno y metano. Se ha deducido la presencia de helio.

NOTA: A causa de la dificultad que se presenta en la búsqueda de los espectros de los correspondientes planetas, la información sobre su composición es limitada.

CONCLUSIÓN



Llegará una época en la que una investigación diligente y prolongada sacará a la luz cosas que hoy están ocultas. La vida de una persona aunque estuviera toda ella dedicada al cielo, sería insuficiente para investigar una materia tan vasta… Por lo tanto este conocimiento solo se podrá desarrollar a lo largo de sucesivas edades. Llegará una época en la que nuestros descendientes se asombrarán de que ignoráramos cosas que para ellos son tan claras… Muchos son los descubrimientos reservados para las épocas futuras, cuando se haya borrado el recuerdo de nosotros.
Nuestro universo sería una cosa muy limitada si no le ofreciera a cada época algo para investigar… La naturaleza no revela sus misterios de una vez para siempre.

BIBLIOGRAFÍA



- ASTRONOMÍA ELEMENTAL. Feinstein Alejandro- Editorial Kapeluz, 1997
- COSMOS. Sagan Carl- Editorial Planeta
- EL MUNDO DE LA FÏSICA, Curso teórico- práctico. Grupo Editorial Océano.
- ENCICLOPEDIA ESCOLAR  Ilustrada
- FÍSICA I- Polimodal. Aristegui Rosana, Baredes Carla, Dasso Juan, Delmonte José Luis, Fernández Diego, Sobico Cecilia, Silva Adrián- Editorial Santillana, 1999
- FÍSICA  Tercer Año, Escuelas de Educación Técnica. Miguel Carlos- Editorial “El Ateneo”

INTERNET



- Facultad de Matemática, Astronamía y Física, Universidad Nacional de Córdoba: www.famaf.uncor.edu
- Instituto de Física y Astronomía del Espacio, Capital Federal: www.iafe.uba.ar
- Asociación Argentina “Amigos de la Astronomía”, Capital Federal: www.asaramas.com.ar

Autor:

Javier Castellanos





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