Lunas Ricitos de Oro – Universe Today

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La búsqueda de vida extraterrestre fuera de nuestro Sistema Solar se centra actualmente en planetas extrasolares dentro de las «zonas habitables» de los sistemas exoplanetarios alrededor de estrellas similares al Sol. Encontrar planetas similares a la Tierra alrededor de otras estrellas es el objetivo principal de la Misión Kepler de la NASA.

La zona habitable (HZ) alrededor de una estrella se define como el rango de distancias en las que podría existir agua líquida en la superficie de un planeta terrestre, dada una atmósfera lo suficientemente densa. Los planetas terrestres generalmente se definen como rocosos y similares a la Tierra en tamaño y masa. Aquí se muestra una visualización de las zonas habitables alrededor de estrellas de diferentes diámetros, brillo y temperatura. La región roja es demasiado caliente, la región azul es demasiado fría, pero la región verde es perfecta para el agua líquida. Debido a que se puede describir de esta manera, el HZ también se conoce como el “Zona Ricitos de Oro”.

Normalmente, pensamos que los planetas alrededor de otras estrellas son similares a nuestro sistema solar, donde un séquito de planetas orbita alrededor de una sola estrella. Aunque teóricamente es posible, los científicos debatieron si alguna vez se encontrarían planetas alrededor de pares de estrellas o sistemas estelares múltiples. Luego, en septiembre de 2011, los investigadores de la misión Kepler de la NASA anunciaron el descubrimiento de Kepler-16b, un planeta frío y gaseoso del tamaño de Saturno que orbita un par de estrellas, como el ficticio Tatooine de Star Wars.

Esta semana tuve la oportunidad de entrevistar a uno de los jóvenes expertos en exoplanetas, Billy Quarles. El lunes, Billy y sus coautores, el profesor Zdzislaw Musielak y el profesor asociado Manfred Cuntz, presentaron sus hallazgos sobre la posibilidad de planetas similares a la Tierra dentro de las zonas habitables de Kepler 16 y otros sistemas estelares circumbinarios, en la reunión de la AAS en Austin, Texas. .

“Para definir la zona habitable, calculamos la cantidad de flujo que incide sobre un objeto a una distancia dada”, explicó Billy. “También tuvimos en cuenta que diferentes planetas con diferentes atmósferas retendrán el calor de manera diferente. Un planeta con un efecto invernadero realmente débil puede estar más cerca de las estrellas. Para un planeta con un efecto invernadero mucho más fuerte, la zona habitable estará más alejada”.

“En nuestro estudio particular, tenemos un planeta que orbita alrededor de dos estrellas. Una de las estrellas es mucho más brillante que la otra. Mucho más brillante, que ignoramos por completo el flujo proveniente de la estrella compañera más pequeña y más débil. Así que nuestra definición de zona habitable en este caso es una estimación conservadora”.

Quarles y sus colegas realizaron extensos estudios numéricos sobre la estabilidad a largo plazo de las órbitas planetarias dentro del Kepler 16 HZ. “La estabilidad de la órbita planetaria depende de la distancia de las estrellas binarias”, dijo Quarles. “Cuanto más lejos, más estables tienden a ser, porque hay menos perturbaciones de la estrella secundaria”.

Para el sistema Kepler 16, las órbitas planetarias alrededor de la estrella principal solo son estables hasta 0,0675 AU (unidades astronómicas). “Eso está bien dentro del límite interno de habitabilidad, donde el efecto invernadero desbocado se hace cargo”, explicó Billy. Esto casi descarta la posibilidad de planetas habitables en órbita cercana alrededor de la estrella principal de la pareja. Lo que encontraron fue que las órbitas en la Zona Ricitos de Oro más alejadas, alrededor del par de estrellas de baja masa de Kepler 16, son estables en escalas de tiempo de un millón de años o más, lo que brinda la posibilidad de que la vida pueda evolucionar en un planeta dentro de esa HZ.

La órbita aproximadamente circular de Kepler 16b, a unos 65 millones de millas de las estrellas, se encuentra en el borde exterior de esta zona habitable. Al ser un gigante gaseoso, 16b no es un planeta terrestre habitable. Sin embargo, una luna similar a la Tierra, una Luna de Ricitos de Oro, en órbita alrededor de este planeta podría albergar vida si fuera lo suficientemente masiva como para retener una atmósfera similar a la de la Tierra. “Determinamos que es posible una exoluna habitable en órbita alrededor de Kepler-16b”, dijo Quarles.

Le pregunté a Quarles cómo afecta la evolución estelar a estas Zonas Ricitos de Oro. Me dijo: “Hay una serie de cosas a considerar durante la vida útil de un sistema. Uno de ellos es cómo evoluciona la estrella con el tiempo. En la mayoría de los casos, la zona habitable comienza cerca y luego se aleja lentamente”.

Durante la vida de la secuencia principal de una estrella, la quema nuclear de hidrógeno acumula helio en su núcleo, lo que provoca un aumento de la presión y la temperatura. Esto ocurre más rápidamente en estrellas que son más masivas y de menor metalicidad. Estos cambios afectan a las regiones exteriores de la estrella, lo que da como resultado un aumento constante de la luminosidad y la temperatura efectiva. La estrella se vuelve más luminosa, haciendo que el HZ se mueva hacia el exterior. Este movimiento podría dar como resultado que un planeta dentro de la ZH al comienzo de la vida útil de la secuencia principal de una estrella se vuelva demasiado caliente y, finalmente, inhabitable. De manera similar, un planeta inhóspito que originalmente se encuentra fuera de la HZ, puede descongelarse y permitir que comience la vida.

«Para nuestro estudio, ignoramos la parte de la evolución estelar», dijo el autor principal, Quarles. «Ejecutamos nuestros modelos durante un millón de años para ver dónde estaba la zona habitable para esa parte del ciclo de vida de la estrella».

Estar a la distancia adecuada de su estrella es solo una de las condiciones necesarias para que un planeta sea habitable. Las condiciones habitables en un planeta requieren varias condiciones geofísicas y geoquímicas. Muchos factores pueden prevenir o impedir la habitabilidad. Por ejemplo, el planeta puede carecer de agua, la gravedad puede ser demasiado débil para retener una atmósfera densa, la tasa de grandes impactos puede ser demasiado alta o los ingredientes mínimos necesarios para la vida (todavía en debate) pueden no estar allí.

Una cosa está clara. Incluso con todos los requisitos para la vida tal como la conocemos, parece haber muchos planetas alrededor de otras estrellas y, muy probablemente, Lunas Ricitos De Oro alrededor de los planetas, orbitando dentro de las zonas habitables de las estrellas en nuestra galaxia, que detectar la firma de vida en la atmósfera de un planeta o luna alrededor de otro Sol parece ahora solo una cuestión de tiempo.