Se ha desarrollado un modelo termodinámico que determina el máximo trabajo útil de la radiación estelar para la fotosíntesis. En planetas terrestres en la zona habitable, las reservas de fotones capaces de iniciar la oxidación del agua son unas cinco veces mayores en estrellas de tipo solar (FGK) que en enanas rojas con temperaturas cercanas a los 3000 K. La razón es que las estrellas frías emiten menos radiación de onda corta y menos fotones cuya energía supera el umbral de división del agua. Además, la fracción de exergía (energía disponible para trabajo) en su espectro es menor, lo que impone fuertes restricciones a la fotosíntesis oxigénica. Es como intentar alimentar un mecanismo complejo con una bombilla tenue: hay mucha energía, pero la mayor parte simplemente calienta en lugar de realizar trabajo químico.
Para la fotosíntesis con liberación de oxígeno es necesario descomponer el agua. Esto es parecido a una rueda hidráulica: para que gire, se necesita un flujo fuerte. La luz actúa como el flujo, y las partículas de luz son sus chorros. En las enanas rojas, las estrellas más comunes, la luz es «fría» y débil: los chorros apenas mueven la rueda.
Sin embargo, incluso en la Tierra, con su brillante Sol, la rueda solo utiliza una gota de la energía disponible. La producción teóricamente posible de oxígeno es miles de veces mayor que la real. Por eso, la vida compleja podría estar escondida sin ser detectada, y conviene buscarla en estrellas como la nuestra.
🎯 El límite teórico máximo de producción de oxígeno en la Tierra supera en miles de veces lo que realmente producen las plantas.