Usando la zona habitable para buscar planetas como la Tierra

Súper-Venus y súper-Tierra

Ilustración de un súper-Venus (izquierda) y una súper-Tierra (derecha). Crédito: NASA/JPL-Caltech/Ames.

Hasta ahora, hay solo un planeta que conocemos que está ‘empapado’ de vida. Ese planeta es la Tierra, como has adivinado, y tiene las condiciones adecuadas para que la vida prospere en su superficie. ¿Pueden otros planetas fuera del Sistema Solar, llamados exoplanetas, también albergar formas de vida?

Los astrónomos aún no conocen la respuesta, pero buscan planetas potencialmente habitables usando un puñado de criterios. Idealmente, buscan encontrar planetas como la Tierra, ya que sabemos sin duda que la vida echó raíces aquí. La cacería de planetas de tamaño terrestre que orbitan a la distancia correcta de su estrella –en una región llamada “zona habitable”- ha comenzado.

La misión Kepler de la NASA está ayudando a los científicos en la búsqueda de estos mundos, llamados algunas veces “planetas Ricitos de Oro” en referencia al cuento, ya que orbitan donde las condiciones son las correctas para que surja la vida. Hasta ahora, Kepler y otros telescopios han confirmado un puñado de ellos, todos un poco más grandes que la Tierra; súper-Tierras. La búsqueda de un gemelo de la Tierra, un planeta en la zona habitable tan pequeño como la Tierra, está en curso.

Una parte importante de esta investigación es el análisis continuo de dónde exactamente comienza y acaba la zona habitable de una estrella.

La zona habitable es la región alrededor de una estrella donde las temperaturas son ideales para que exista agua líquida –un ingrediente esencial para la vida como la conocemos- en la superficie de un planeta. La Tierra se encuentra dentro de la zona habitable de nuestra estrella, el Sol. Más allá de esta zona, un planeta probablemente sería demasiado frío y congelado para la vida (aunque es posible que pueda existir vida bajo la superficie de una luna). Un planeta que se halle entre una estrella y la zona habitable probablemente sería demasiado caliente y vaporoso.

Este planeta Ricitos de Oro perfecto dentro de la zona no sería necesariamente el hogar de criaturas peludas. Pero tendría el potencial para que abunde algún tipo de vida, por lo menos microbios.

En un nuevo estudio, investigadores del Instituto de Ciencia de Exoplanetas de la NASA en el Instituto de Tecnología de California, en Pasadena, California, analizaron cuidadosamente la ubicación y zona habitable de un planeta llamado Kepler-69c. Sus análisis demuestran que este planeta, que tiene 1,7 veces el tamaño de la Tierra, se encuentra justo fuera del borde interior de la zona, lo que lo hace más un “súper-Venus” que una “súper-Tierra”, como indicaron estimaciones anteriores.

“En el camino para hallar Tierras, Kepler nos dice mucho acerca de la frecuencia de planetas similares a Venus en nuestra galaxia”, dijo Stephen Kane, autor principal del nuevo paper sobre Kepler-69c que apareció en Astrophysical Journal Letters.

Para determinar la ubicación de la zona habitable de una estrella, se debe aprender primero cuánta radiación emite en total. Las estrellas más masivas que el Sol son más calientes, y su radiación es más fuerte, así que sus zonas habitables están más lejos. Asimismo, las estrellas que son más pequeñas y frías tienen zonas de habitabilidad más estrechas que la del Sol. Por ejemplo, el planeta súper-Tierra llamado Kepler-62f, descubierto por Kepler en medio de una zona habitable alrededor de una estrella fría, orbita más cerca de su estrella que la Tierra. El planeta tarda solo 267 días en completar una órbita, en comparación con los 365 días que tarda la Tierra.

Saber con precisión cuán lejos de una estrella necesita estar una zona habitable también depende de la química. Por ejemplo, las moléculas en la atmósfera de un planeta absorberán una cierta cantidad de energía de la luz estelar e irradian el resto. Cuánta de esta energía es atrapada puede ser la diferencia entre un mar turquesa y volcanes en erupción.

Los investigadores dirigidos por Ravi Kumar Kopparapu de la Universidad Estatal de Pensilvania, en State College, Pensilvania, usó este tipo de información química para empujar la zona habitable un poco más hacia fuera de lo que se pensaba anteriormente. El estudio del equipo, publicado en Astrophysical Journal, es el patrón actual a seguir al momento de determinar cómo se relaciona la radiación total emitida por una estrella con la ubicación de su zona habitable. Kane y sus colegas usaron esta información para afinar los límites de la zona habitable de Kepler-69c, además de minuciosas mediciones de la emisión total de energía de la estrella y la órbita del planeta.

“Comprender las propiedades de la estrella es crítico para determinar las propiedades planetarias y calcular la extensión de la zona habitable en este sistema”, dijo Kane.

Pero antes de comprar bienes raíces en una zona habitable, ten en cuenta que hay otros factores que determinan si un mundo tendrá abundante vegetación y playas. Las erupciones estelares, conocidas como llamaradas, por ejemplo, pueden causar estragos en los planetas.

“Hay muchas preguntas sin respuesta sobre habitabilidad”, dijo Lucianne Walkowicz, un miembro del equipo de ciencia de Kepler en la Universidad de Princeton, Nueva Jersey, quien estudia las estrellas fulgurantes. “Si el planeta es bombardeado con radiación en todo momento procedente de las llamaradas de su estrella madre, la superficie puede no ser un lugar muy agradable para vivir. Pero por otro lado, si hay agua líquida allí, eso es un escudo muy bueno contra la radiación de alta energía, así que quizá la vida podría prosperar en los océanos”.

Las llamaradas también pueden arrancar lentamente las atmósferas de los planetas, complicando aún más el panorama. Esto es particularmente evidente para las estrellas más pequeñas y frías, las que tienden a ser más hiperactivas que las estrellas como el Sol.

Idealmente, a los astrónomos les gustaría saber más acerca de las atmósferas de los planetas potencialmente habitables. De esa manera podrían examinar la composición molecular del planeta en busca de signos de gases de efecto invernadero fuera de control que podrían indicar que es un planeta inhóspito similar a Venus. O, futuros telescopios espaciales podrían incluso ser capaces de captar las huellas del oxígeno, agua, dióxido de carbono y metano; indicadores de que el planeta podría ser el hogar de “alguien”.

El futuro Telescopio Espacial James Webb de la NASA nos acercará a este objetivo al estudiar las atmósferas de los planetas, algunos de los cuales pueden encontrarse en zonas habitables. La misión no será capaz de examinar las atmósferas de planetas tan pequeños como la Tierra, así que tendremos que esperar a otro telescopio para diferenciar a los Venus de las Tierras.

Fuente: JPL

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