Los científicos han estado bastante seguros hoy por cuánto tiempo ha existido nuestro universo: han pasado 13.800 millones de años desde que el cosmos surgió a través del Big Bang. Sin embargo, con una pregunta relacionada, están mucho menos seguros: ¿cuando la primera vida podría formarse en algún lugar? Nuestro sistema Sun fue creado hace solo 4.600 millones de años después de que hubiera pasado dos tercios del período cósmico. La vida parece haber surgido aquí después de que la tierra se ha enfriado después de su ardiente nacimiento y alberga los océanos del agua líquida.
¿Podríamos estar al comienzo del universo, o incluso al primero? ¿O llegamos tarde, mientras que la vida se ha creado mucho antes en la historia del universo? La determinación del tiempo de los requisitos previos cruciales para la vida, como la conocemos, sería útil aquí, cuando se creó el agua en sí y cuando pudo encontrar un planeta adecuado para establecerse en algún lugar.
Este pensamiento inspiró un nuevo trabajo que se publicó en la revista «Nature Astronomy» y en el que se examinó cuánta agua podría formar algunas de las primeras estrellas. El resultado fue que podían enriquecer el universo con la molécula que apoyaba la vida sorprendentemente temprano. En un estudio de preimpresión posterior, se sugiere que los planetas rocosos que contienen planetas oceánicos podrían haberse creado poco después.
«Nuestras simulaciones han demostrado que se puede colocar para el desarrollo del planeta 200 millones de años después del Big Bang, que se enriquece con cantidades similares de agua del sistema solar actual», dice Daniel Whalen, astrofísico de la Universidad de Portsmouth en Inglaterra y el principal autor de ambos estudios.
Para comprender los efectos, imagine que la historia del universo de 13.8 mil millones de años se comprimiría a una duración humana de 70 años. Los resultados de Whalen y su equipo indican que las condiciones habitables pueden haber existido cuando este universo más antiguo tenía solo un año. La ventana temporal en la que la vida podría formarse y prosperar podría haber sido mucho más grande que los investigadores hasta ahora: los mundos vivos con océanos increíblemente antiguos, que han entrenado en unos pocos cientos de millones de años desde el comienzo del tiempo, podrían dispersarse por todo el cosmos.
La receta cósmica de la vida
Hasta ahora, el primer agua conocida en el universo ha sido descubierta en una galaxia que está tan lejos de la tierra que su luz nos ha viajado durante unos 12.9 mil millones de años. Por lo tanto, proviene de un momento en que el universo tenía casi mil millones de años.
Pero sabemos que el universo era un desierto cósmico al principio cuando no había gotas de beber. Esto cambió unos 100 millones de años después del Big Bang cuando las primeras estrellas temblaron en el universo. Los bultos densos hechos de hidrógeno original y Elio, que quedaron al Big Bang, colapsaron bajo su peso gravitacional y prendieron fuego a sus reacciones termonucleares de núcleo que iluminaban el universo por primera vez. En estos gigantescos hornos de núcleo brillante, se forjaron las primeras cantidades notables, que eran más pesadas que el hidrógeno y el helio.
Las primeras estrellas que vivieron rápidamente y murieron de jóvenes proporcionaron al entorno circundante elementos químicos más pesados como oxígeno, carbono y silicio. Este material fue lanzado en la Supernova en la Explosiva Muerte de las Estrellas. Las siguientes generaciones de estrellas y planetas se han formado a partir de este fértil aperitivo y oxígeno de la supernova probablemente podrían conectarse al agua con el abundante hidrógeno original.
»Durante 100 millones de años, el universo no tenía los ladrillos de la vida, como el oxígeno o el carbono. Cuando la fusión principal comenzó dentro de las estrellas, el universo se volvió mucho más interesante «, dice Avi Loeb, astrofísica de la Universidad de Harvard.
En cierto sentido, la llegada temprana de los componentes más importantes de la vida (agua y elementos más pesados que pueden formar moléculas complejas) no son tan sorprendentes. Pero la forma en que estas materias primas podrían cumplir para crear requisitos previos para la vida aún no está clara.
Superar los cuellos de botella de oxígeno
A pesar de la primera abundancia, la producción de agua no fue necesariamente fácil en este momento. El problema es que las primeras estrellas produjeron mucho oxígeno, pero se distribuyó en grandes áreas cuando fue arrojada al espacio de las supernovas.
En consecuencia, la concentración de oxígeno aún habría sido baja en comparación con otros elementos, lo que podría haber obstaculizado la formación de agua. Y todas las moléculas de agua, que todavía estaban formadas, se romperían fácilmente en los átomos por la radiación intensiva ultravioleta (UV). El primer universo era más pequeño y densamente poblado hoy.
Pero en 2015, Loeb previsto junto con Shmuel Bialy, ahora en el Instituto de Tecnología Technion-Israel, y Amal Sternberg de la Universidad de Tel Aviv, que, a pesar de estos obstáculos, las condiciones plausibles podrían haber comenzado la formación de agua. Todo lo que tomó fueron las temperaturas entre 250 y 350 Kelvin (-23 y 77 grados Celsius) que prevalecieron en algunas de las nubes de gas que cruzaron el universo inicial.
«Una serie de reacciones químicas muy eficientes que conducen a la formación de agua», dice Bialy. »Esto aumenta la H2Tasa de educación o tan fuerte que puede contrastar la oferta baja de oxígeno y la radiación UV destructiva.
Las nuevas simulaciones de Whalen y sus colegas dan estos pronósticos de peso adicionales anteriores.
Para su estudio en «Astronomía de la naturaleza», el equipo creó modelos numéricos para las explosiones de supernova de dos estrellas de la primera generación que tuvieron 13 veces más masa del sol, las otras 200 veces. La estrella simulada más pequeña sobrevivió unos 12 millones de años antes de morir como supernova y lanzó 17,000 multitudes de tierra en el medio interestelar circundante. La estrella más grande sobrevivió solo dos millones y medio de años antes de experimentar su final explosivo y liberó 55 masas solares (más de 18 millones de masas terrestres) de oxígeno.
Lo que sucedió fue entonces sorprendente: cuando la onda de choque de cada supernova virtual penetró, las ondas causaron diferencias en la densidad en el gas circundante, causando la parte glumpia del gas. A partir de ahí, estos bultos densos han sido rociados por la gran parte de la expulsión de la supernova con oxígeno y otros elementos de la próxima generación. De acuerdo con el pronóstico de Loeb, Sternberg y Bialy, los bultos han podido preservar más calor térmico debido al gas más denso, lo que ha permitido reacciones químicas que producen agua más rápida.
«Si bien la producción general en el agua es modesta en una explosión de supernova, la participación masiva de agua en bultos densos que derivando de la explosión puede llegar a la persona que existe hoy en el sistema solar», confirma Whann. «No esperábamos este resultado y es importante porque estos bultos densos son las únicas estructuras que pueden colapsar para formar estrellas y cortes Protoplanetar en los escombros de la explosión».
Whalen enfatiza que las simulaciones de su grupo actualmente proporcionan solo respuestas preliminares. «No tenemos todas las bases físicas», dice. «No estamos seguros de qué masas tuvieron las primeras estrellas, pero generalmente se supone que tenían docenas de cientos de masas solares». No está claro cómo esto podría influir en la producción de agua.
Simplemente agregue agua
Pero suponga que estas especulaciones teóricas y modelos de cálculo reflejan la realidad. Si el agua en las regiones del primer universo, en el que las estrellas de segunda generación pudieran formarse posteriormente, estuvieran disponibles como abundantes, ¿los planetas similares a la Tierra podrían derivar de esta niebla cósmica?
Esta es esencialmente la pregunta que Whalen y sus autos han hecho los autores en el próximo estudio. En una segunda fila de simulaciones, se probó si los bultos de gas enriquecidos con agua podían colapsar en una estrella de baja masa con un disco protoplanetario. Y continúe viendo si el disco protoplanetario resultante pudo producir mundos rocosos y húmedos. Y la respuesta es en breve, sí.
En estas consecuencias, una pequeña estrella, aproximadamente tres cuartos de la masa del sol, nacida de gas denso, con un predecesor del kilómetro del kilómetro del planeta del planeta, está a cuestas. A pesar de su posible creación tan pronto en la historia cósmica, una estrella de estas dimensiones puede no haber quemado la mayor parte de su combustible termonuclear, lo que significa que incluso ahora, incluso ahora, muchos años después, habría brillado de todos modos. Esto significa que los posibles planetas originales de tal estrella que albergan un océano aún pueden estar ahí afuera y esperar a que seamos y examinemos.
Esto no significa que la vida en estos mundos tenga un comienzo fácil. Todos los enfrentamientos destructivos con protoplanetas, asteroides y cometas son probablemente comunes durante el desarrollo de un planeta y en los próximos 10-10 millones de años después. Si la vida hubiera nacido en uno de estos mundos, debería haber sobrevivido a este bombardeo, o esperar el final de estos bombardeos.
If you start from the history of the earth where life could only be started for a few hundred years after the creation of our planet, there is an approximate cosmic chronology: 100 million years until the first stars were born, 10 million until these stars live, die and spread heavier elements, another 100 million, up to a second generation of stars in lower, and more 100 million, stable, stable, stable, stable, superficie adecuada. Este programa significa que la vida podría haber comenzado casi 300 millones de años después del Big Bang, tal vez incluso antes de la formación de las primeras galaxias reconocibles.
Un misterio que todavía trata con las ballenas es el origen del agua en los océanos de la tierra. «Alguien me preguntó si es posible que algo de esta agua primordial haya aquí hoy. »Parte del agua en la tierra es más antigua que el sistema solar en sí, pero no sabemos exactamente cuántos años tiene esta agua. Es posible que parte de él sea prehistórico.
Esto es algo que debe pensar si levanta un vaso la próxima vez: algunas de las moléculas de deleción de la sed en su taza pueden haber surgido hace más de 13 mil millones de años en la amplia gama de shock de una de las primeras estrellas del universo.
