Para los astrónomos que intentan comprender qué planetas distantes podrían tener condiciones habitables, el papel de la bruma atmosférica ha sido confuso. Para ayudar a resolverlo, un equipo de investigadores ha estado mirando a la Tierra, específicamente a la Tierra durante la era de Archean, una épicaPeríodo de 1-1 / 2 mil millones de años temprano en la historia de nuestro planeta.
La atmósfera de la Tierra parece haber sido bastante diferente entonces, probablemente con poco oxígeno disponible pero altos niveles de metano, amoníaco y otras sustancias químicas orgánicas. La evidencia geológica sugiere que la neblina podría haber venido y desaparecido esporádicamente de la atmósfera de Archean, y los investigadores no estánNo estoy seguro de por qué. El equipo razonó que una mejor comprensión de la formación de neblina durante la era de Archean podría ayudar a informar los estudios de exoplanetas nebulosos similares a la tierra.
"Nos gusta decir que Archean Earth es el planeta más alienígena para el que tenemos datos geoquímicos", dijo Giada Arney del Centro Goddard de Vuelo Espacial de la NASA en Greenbelt, Maryland, y miembro del Laboratorio Planetario Virtual del Instituto de Astrobiología de la NASA con sede en la Universidadde Washington, Seattle. Arney es el autor principal de dos artículos relacionados publicados por el equipo.
En el mejor de los casos, la neblina en la atmósfera de un planeta podría servir una mezcla heterogénea de moléculas ricas en carbono u orgánicas que podrían transformarse por reacciones químicas en moléculas precursoras para la vida. La neblina también podría eliminar gran parte de la dañina radiación UV.que puede descomponer el ADN
En el peor de los casos, la neblina podría volverse tan espesa que podría pasar muy poca luz. En esta situación, la superficie podría enfriarse tanto que se congelaría por completo. Si se produjo una neblina muy espesa en la Tierra Arqueana, podría haber tenido un efecto profundo, porque cuando la era comenzó hace aproximadamente cuatro mil millones de años, el sol estaba más débil, emitiendo quizás el 80 por ciento de la luz que lo hace ahora.
Arney y sus colegas crearon modelos sofisticados de computadora para ver cómo la neblina afectaba la temperatura de la superficie de la Tierra Arqueana y, a su vez, cómo la temperatura influía en la química de la atmósfera.
El nuevo modelo indica que a medida que la neblina se hizo más espesa, habría pasado menos luz solar, inhibiendo los tipos de reacciones químicas impulsadas por la luz solar necesarias para formar más neblina. Esto conduciría al cierre de la química de formación de neblina, evitando que el planetapor sufrir glaciación fuera de control debido a una neblina muy espesa.
El equipo llama a esta neblina autolimitante, y su trabajo es el primero en demostrar que esto es lo que ocurrió en Archean Earth, un hallazgo publicado en la edición de noviembre de 2016 de la revista Astrobiology. Los investigadores concluyeron quelimitar la bruma podría haber enfriado la Tierra Arqueana en aproximadamente 36 grados Fahrenheit 20 Kelvins, lo suficiente como para marcar la diferencia pero no para congelar la superficie por completo.
"Nuestro modelo sugiere que un planeta como la nebulosa Tierra Arqueana que orbita una estrella como el joven sol estaría frío", dijo Shawn Domagal-Goldman, científico de Goddard y miembro del Laboratorio Planetario Virtual. "Pero lo estamos diciendo.sería frío como el Yukón en invierno, no frío como el actual Marte "
Tal planeta podría considerarse habitable, incluso si la temperatura global promedio está por debajo de cero, siempre que haya algo de agua líquida en la superficie.
En el modelado posterior, Arney y sus colegas observaron los efectos de la neblina en planetas que son como la Tierra Arqueana pero que orbitan varios tipos de estrellas.
"La estrella madre controla si es más probable que se forme una bruma, y esa bruma puede tener múltiples impactos en la habitabilidad de un planeta", dijo la coautora Victoria Meadows, investigadora principal del Laboratorio Planetario Virtual y profesora de astronomía en elUniversidad de Washington.
Parece que la Tierra Arqueana golpeó un punto dulce donde la bruma sirvió como una capa de protección solar para el planeta. Si el sol hubiera estado un poco más cálido, como lo es hoy, el modelado sugiere que las partículas de bruma habrían sido más grandes -- como resultado de los comentarios de temperatura que influyen en la química - y se habrían formado de manera más eficiente, pero aún así habrían ofrecido algo de protección solar.
Lo mismo no era cierto en todos los casos. El modelado mostró que algunas estrellas producen tanta radiación UV que no se puede formar neblina. La bruma tampoco enfrió los planetas que orbitan a todos los tipos de estrellas por igual, según los resultados del equipo., como los enanos M, emiten la mayor parte de su energía en longitudes de onda que pasan directamente a través de la bruma atmosférica; en las simulaciones, estos planetas experimentan poco enfriamiento de la bruma, por lo que se benefician del blindaje UV de la bruma sin una gran caída de temperatura.
Sin embargo, para el tipo correcto de estrella, la presencia de neblina en la atmósfera de un planeta podría ayudar a señalar a ese mundo como un buen candidato para un estudio más detallado. Las simulaciones del equipo indicaron que, para algunos instrumentos planeados para futuros telescopios espaciales, la firma espectralde turbidez parecería más fuerte que las firmas de algunos gases atmosféricos, como el metano. Estos hallazgos están disponibles en el Astrophysical Journal a partir del 8 de febrero de 2017.
"La bruma puede resultar muy útil a medida que intentamos reducir qué exoplanetas son los más prometedores para la habitabilidad", dijo Arney.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por NASA / Centro de vuelo espacial Goddard . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Cita esta página :