Una nueva investigación de la NASA está ayudando a refinar nuestra comprensión de los planetas candidatos más allá de nuestro sistema solar que podrían soportar la vida.
"Utilizando un modelo que simula de manera más realista las condiciones atmosféricas, descubrimos un nuevo proceso que controla la habitabilidad de los exoplanetas y nos guiará en la identificación de candidatos para estudios posteriores", dijo Yuka Fujii, del Instituto Goddard de Estudios Espaciales GISS de la NASA,Nueva York, Nueva York y el Earth-Life Science Institute en el Instituto de Tecnología de Tokio, Japón, autor principal de un artículo sobre la investigación publicado en el Revista astrofísica 17 de octubre
Modelos anteriores simulaban condiciones atmosféricas a lo largo de una dimensión, la vertical. Al igual que otros estudios de habitabilidad recientes, la nueva investigación utilizó un modelo que calcula las condiciones en las tres dimensiones, lo que permite al equipo simular la circulación de la atmósfera y las características especiales deesa circulación, que los modelos unidimensionales no pueden hacer. El nuevo trabajo ayudará a los astrónomos a asignar poco tiempo de observación a los candidatos más prometedores para la habitabilidad.
El agua líquida es necesaria para la vida tal como la conocemos, por lo que la superficie de un mundo extraño por ejemplo, un exoplaneta se considera potencialmente habitable si su temperatura permite que el agua líquida esté presente durante un tiempo suficiente miles de millones de años para permitir que la vidaprosperar. Si el exoplaneta está demasiado lejos de su estrella madre, estará demasiado frío y sus océanos se congelarán. Si el exoplaneta está demasiado cerca, la luz de la estrella será demasiado intensa, y sus océanos eventualmente se evaporarán y se perderán.al espacio. Esto sucede cuando el vapor de agua se eleva a una capa en la atmósfera superior llamada estratosfera y se rompe en sus componentes elementales hidrógeno y oxígeno por la luz ultravioleta de la estrella. Los átomos de hidrógeno extremadamente ligeros pueden escapar al espacio.en el proceso de perder sus océanos de esta manera se dice que entraron en un estado de "invernadero húmedo" debido a sus estratosferas húmedas.
Para que el vapor de agua se eleve a la estratosfera, los modelos anteriores predijeron que las temperaturas superficiales a largo plazo tenían que ser mayores que cualquier cosa experimentada en la Tierra: más de 150 grados Fahrenheit 66 grados Celsius. Estas temperaturas generarían tormentas convectivas intensas; sin embargo, resulta que estas tormentas no son la razón por la cual el agua llega a la estratosfera para planetas que giran lentamente y entran en un estado de invernadero húmedo.
"Encontramos un papel importante para el tipo de radiación que emite una estrella y el efecto que tiene sobre la circulación atmosférica de un exoplaneta en la creación del estado de invernadero húmedo", dijo Fujii. Para los exoplanetas que orbitan cerca de sus estrellas progenitoras, una estrellala gravedad será lo suficientemente fuerte como para ralentizar la rotación de un planeta. Esto puede hacer que se bloquee por marea, con un lado siempre mirando hacia la estrella, dándole el día eterno, y un lado siempre mirando hacia otro lado, dándole la noche eterna.
Cuando esto sucede, se forman nubes espesas en el lado del día del planeta y actúan como una sombrilla para proteger la superficie de gran parte de la luz de las estrellas. Si bien esto podría mantener el planeta fresco y evitar que el vapor de agua se eleve, el equipo descubrió queLa cantidad de radiación infrarroja cercana NIR de una estrella podría proporcionar el calor necesario para que un planeta entre en el estado de invernadero húmedo. NIR es un tipo de luz invisible para el ojo humano. Agua como vapor en el aire y gotas de agua o hieloLos cristales en las nubes absorben fuertemente la luz NIR, calentando el aire. A medida que el aire se calienta, se eleva y lleva el agua a la estratosfera, donde crea el invernadero húmedo.
Este proceso es especialmente relevante para los planetas alrededor de estrellas de baja masa que son más frías y mucho más tenues que el Sol. Para ser habitables, los planetas deben estar mucho más cerca de estas estrellas que nuestra Tierra del Sol. A una distancia tan cercana, estasEs probable que los planetas experimenten fuertes mareas desde su estrella, haciéndolas girar lentamente. Además, cuanto más fría es una estrella, más NIR emite. El nuevo modelo demostró que, dado que estas estrellas emiten la mayor parte de su luz en las longitudes de onda NIR, un estado de invernadero húmedoresultará incluso en condiciones comparables o algo más cálidas que los trópicos de la Tierra. Para los exoplanetas más cercanos a sus estrellas, el equipo descubrió que el proceso impulsado por NIR aumentaba la humedad en la estratosfera gradualmente. Por lo tanto, es posible, al contrario de las predicciones del modelo anterior, que unun exoplaneta más cercano a su estrella madre podría permanecer habitable.
Esta es una observación importante para los astrónomos que buscan mundos habitables, ya que las estrellas de baja masa son las más comunes en la galaxia. Sus números aumentan las probabilidades de que se pueda encontrar un mundo habitable entre ellos, y su pequeño tamaño aumenta las posibilidadespara detectar señales planetarias
El nuevo trabajo ayudará a los astrónomos a seleccionar a los candidatos más prometedores en la búsqueda de planetas que puedan soportar la vida ". Mientras sepamos la temperatura de la estrella, podemos estimar si los planetas cercanos a sus estrellas tienen el potencial de estar enel estado de invernadero húmedo ", dijo Anthony Del Genio de GISS, coautor del artículo." La tecnología actual será llevada al límite para detectar pequeñas cantidades de vapor de agua en la atmósfera de un exoplaneta. Si hay suficiente agua para ser detectada, probablemente significa que el planeta está en estado de invernadero húmedo "
En este estudio, los investigadores asumieron un planeta con una atmósfera como la Tierra, pero completamente cubierto por océanos. Estas suposiciones permitieron al equipo ver claramente cómo el cambio de la distancia orbital y el tipo de radiación estelar afectaba la cantidad de vapor de agua en la estratosfera.En el futuro, el equipo planea variar las características planetarias como la gravedad, el tamaño, la composición atmosférica y la presión de la superficie para ver cómo afectan la circulación del vapor de agua y la habitabilidad.
La investigación fue financiada por el Programa de Astrobiología de la NASA a través del Nexus for Exoplanet System Science; el Programa Postdoctoral de la NASA, administrado por las Universidades Afiliadas de Oak Ridge, Oak Ridge, Tennessee, y la Asociación de Investigación Espacial de las Universidades, Columbia, Maryland; y una Beca-in-Aid de la Sociedad Japonesa para la Promoción de la Ciencia, Tokio, Japón No.15K17605.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por NASA / Centro de vuelo espacial Goddard . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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