En El Principito, la novela clásica de Antoine de Saint-Exupéry, el príncipe titular vive en un asteroide del tamaño de una casa tan pequeño que puede ver el atardecer en cualquier momento del día moviendo su silla unos pocos pasos.
Por supuesto, en la vida real, los objetos celestes tan pequeños no pueden soportar la vida porque no tienen suficiente gravedad para mantener una atmósfera. Pero, ¿qué tan pequeño es demasiado pequeño para la habitabilidad?
En un artículo reciente, los investigadores de la Universidad de Harvard describieron un nuevo límite de tamaño más bajo para que los planetas mantengan el agua líquida superficial durante largos períodos de tiempo, extendiendo la llamada Zona Habitable o "Ricitos de Oro" para planetas pequeños de baja gravedad.Esta investigación amplía el área de búsqueda de vida en el universo y arroja luz sobre el importante proceso de evolución atmosférica en planetas pequeños.
La investigación fue publicada en el Revista astrofísica .
"Cuando las personas piensan en los bordes interior y exterior de la zona habitable, tienden a pensar solo en el espacio, lo que significa qué tan cerca está el planeta de la estrella", dijo Constantin Arnscheidt, AB '18, primer autor del artículo"Pero en realidad, hay muchas otras variables de habitabilidad, incluida la masa. Establecer un límite inferior para la habitabilidad en términos del tamaño del planeta nos da una restricción importante en nuestra búsqueda continua de exoplanetas y exomoons habitables".
Generalmente, los planetas se consideran habitables si pueden mantener el agua líquida en la superficie el tiempo suficiente para permitir la evolución de la vida, conservadoramente alrededor de mil millones de años. Los astrónomos buscan estos planetas habitables dentro de distancias específicas de ciertos tipos de estrellas, estrellas que sonLas masas más pequeñas, más frías y más bajas que nuestro Sol tienen una zona habitable mucho más cercana que las estrellas más grandes y calientes.
El borde interior de la zona habitable se define por lo cerca que un planeta puede estar de una estrella antes de que un efecto invernadero desbocado conduzca a la evaporación de todas las aguas superficiales. Pero, como lo demostraron Arnscheidt y sus colegas, esta definición no lo hace 't mantenga para planetas pequeños, de baja gravedad.
El efecto invernadero desbocado ocurre cuando la atmósfera absorbe más calor del que puede irradiar hacia el espacio, evitando que el planeta se enfríe y eventualmente generando un calentamiento imparable hasta que sus océanos se conviertan en vapor en la atmósfera.
Sin embargo, algo importante sucede cuando los planetas disminuyen de tamaño: a medida que se calientan, sus atmósferas se expanden hacia afuera, volviéndose más y más grandes en relación con el tamaño del planeta. Estas grandes atmósferas aumentan tanto la absorción como la radiación de calor, permitiendo que el planetaLos investigadores descubrieron que la expansión atmosférica evita que los planetas de baja gravedad experimenten un efecto invernadero desbocado, lo que les permite mantener el agua líquida en la superficie mientras orbitan más cerca de sus estrellas.
Sin embargo, cuando los planetas se vuelven demasiado pequeños, pierden sus atmósferas por completo y el agua superficial líquida se congela o se vaporiza. Los investigadores demostraron que hay un tamaño crítico por debajo del cual un planeta nunca puede ser habitable, lo que significa que la zona habitable no está limitadasolo en el espacio, pero también en el tamaño del planeta.
Los investigadores encontraron que el tamaño crítico es aproximadamente el 2.7 por ciento de la masa de la Tierra. Si un objeto es más pequeño que el 2.7 por ciento de la masa de la Tierra, su atmósfera escapará antes de que tenga la oportunidad de desarrollar agua líquida superficial, similar a lo quele sucede a los cometas del Sistema Solar hoy. Para poner esto en contexto, la Luna es el 1.2 por ciento de la masa de la Tierra y Mercurio es el 5.53 por ciento.
Los investigadores también pudieron estimar las zonas habitables de estos pequeños planetas alrededor de ciertas estrellas. Se modelaron dos escenarios para dos tipos diferentes de estrellas: una estrella de tipo G como nuestro propio Sol y una estrella de tipo M modelada después de un rojoenano en la constelación de Leo.
Los investigadores resolvieron otro misterio de larga data en nuestro propio sistema solar. Los astrónomos se han preguntado durante mucho tiempo si las lunas heladas de Júpiter Europa, Ganímedes y Calisto serían habitables si aumentara la radiación del sol. Según esta investigación, estas lunas son demasiado pequeñaspara mantener el agua líquida superficial, incluso si estuvieran más cerca del sol.
"Los mundos acuáticos de baja masa son una posibilidad fascinante en la búsqueda de vida, y este documento muestra cuán diferente es su comportamiento en comparación con el de los planetas similares a la Tierra", dijo Robin Wordsworth, Profesor Asociado de Ciencias Ambientales yIngeniería en SEAS y autor principal del estudio: "Una vez que las observaciones para esta clase de objetos sean posibles, será emocionante intentar probar estas predicciones directamente".
Este documento fue escrito por Feng Ding, becario postdoctoral en la Facultad de Ingeniería y Ciencias Aplicadas John A. Paulson de Harvard.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences . Original escrito por Leah Burrows. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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