Astrobiología
Una atmósfera densa de hidrógeno podría proporcionar condiciones favorables para la vida en exolunas que orbitan planetas solitarios
Un nuevo estudio muestra que las densas atmósferas de hidrógeno podrían mantener habitables los océanos de agua durante miles de millones de años, incluso en exolunas distantes que orbitan planetas solitarios y sin estrellas.
por Andreas Müller
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| Luna habitable: Impresión artística de un gigante gaseoso en vuelo libre y su luna similar a la Tierra (ilustración). Fuente: Dahlbüdding/DALL-E |
Como informó recientemente un equipo de investigación dirigido por David Dahlbüdding, del Clúster de Excelencia "Orígenes" de la Universidad Ludwig Maximilian de Múnich, y Dieter Braun, del Instituto Max Planck de Física Extraterrestre (MPE), en la revista "Monthly Notices of the Royal Astronomical Society" (DOI: 10.1093/mnras/stag243), estas lunas requieren no solo una densa atmósfera de hidrógeno, sino también suficiente calor interno, generado por las fuerzas de marea que ejercen sobre ellas los planetas que las orbitan. De esta manera, estos océanos de agua podrían mantenerse líquidos hasta 4.300 millones de años. Esto corresponde aproximadamente a la edad de nuestra Tierra. "Tiempo suficiente para que se desarrolle vida compleja", concluyeron los investigadores.
Planetas y lunas solitarios
“Los sistemas planetarios suelen formarse en condiciones inestables en sus etapas iniciales. Si los planetas jóvenes se acercan demasiado, pueden expulsarse mutuamente de sus órbitas”, explica el comunicado de prensa de la LMU. “Lo que queda son los llamados planetas de flotación libre (PFL), que vagan por la galaxia sin una estrella”. En estudios previos, investigadores de la LMU, dirigidos por la física Dra. Giulia Roccetti, demostraron que estos gigantes gaseosos expulsados no necesariamente pierden todas sus lunas.
Sin embargo, dicha eyección altera las órbitas de las lunas. Si bien sus órbitas eran anteriormente más o menos circulares, ahora orbitan sus planetas en trayectorias muy elípticas, cambiando constantemente su distancia del planeta. Las fuerzas de marea resultantes deforman rítmicamente el cuerpo lunar, comprimiendo su interior y generando calor por fricción. Este calor puede ser suficiente para crear e incluso mantener océanos de agua líquida en la superficie, incluso sin la energía externa de una estrella que caliente la luna en el frío espacio interestelar.
“Que este calor se retenga en la superficie depende de la atmósfera”, dijeron los investigadores. “El dióxido de carbono actúa como un gas de efecto invernadero eficaz en la Tierra. Estudios previos demostraron que el dióxido de carbono podría estabilizar las condiciones propicias para la vida en las exolunas durante períodos de hasta 1.600 millones de años. Sin embargo, bajo las temperaturas extremadamente bajas de los sistemas de flotación libre, el dióxido de carbono se condensaría, haciendo que la atmósfera perdiera su efecto protector y permitiendo que el calor se escape”.
Por lo tanto, el equipo de investigación, especializado en astrofísica, biofísica y astroquímica, investigó atmósferas ricas en hidrógeno como dispositivos alternativos de almacenamiento de calor. «Si bien el hidrógeno molecular es en gran medida transparente a la radiación infrarroja, a alta presión se produce un efecto físico crucial: la absorción inducida por colisión. Las moléculas de hidrógeno que colisionan forman brevemente complejos que pueden absorber la radiación térmica y retenerla en la atmósfera. Al mismo tiempo, el hidrógeno se mantiene estable incluso a temperaturas muy bajas».
Paralelismos con la Tierra primitiva
Los resultados también aportan nuevas pistas sobre el origen de la vida. «La colaboración con el equipo del profesor Dieter Braun nos ayudó a comprender que la cuna de la vida no requiere necesariamente un sol», afirma David Dahlbüdding, doctorando en la LMU y primer autor del estudio. «Descubrimos un vínculo claro entre estas lunas distantes y la Tierra primitiva, donde las altas concentraciones de hidrógeno procedentes de los impactos de asteroides podrían haber creado las condiciones para la vida».
Las fuerzas de marea descritas no solo podrían proporcionar el calor necesario, sino también impulsar los procesos de evolución química. «La deformación periódica crea ciclos locales de humedad y sequedad en los que el agua se evapora y se vuelve a condensar. Estos ciclos se consideran un mecanismo importante para la formación de moléculas complejas y podrían facilitar pasos cruciales en el camino hacia el surgimiento de la vida».
Los planetas que flotan libremente se consideran comunes. Se estima que podría haber al menos tantos de estos mundos, también conocidos como "planetas errantes", en la Vía Láctea como estrellas. "Por lo tanto, sus lunas podrían representar hábitats estables a largo plazo. Los nuevos hallazgos amplían significativamente el espectro de posibles entornos propicios para la vida y demuestran que la vida bien podría surgir y persistir incluso en las regiones más oscuras de la galaxia".
A sólo 10,7 años luz de distancia: Otro planeta descubierto en la zona habitable alrededor de una estrella cercana
Hace varios años se descubrieron dos planetas que orbitan la estrella enana roja GJ 887, ubicada a tan solo 10,7 años luz de distancia. Nuevas observaciones del sistema han confirmado la existencia de estos planetas y revelado dos más, uno de los cuales orbita dentro de la zona potencialmente habitable de su estrella. Esto convierte al sistema GJ 887 en uno de los candidatos más prometedores para futuras investigaciones de exoplanetas potencialmente habitables.
por Andreas Müller
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Representación gráfica gratuita del sistema planetario alrededor de la estrella enana roja «GJ 887» (ilustración). Fuente: growni.de (creado con IA). |
Como informó recientemente el equipo dirigido por HHH de la Universidad de St. Andreas en la revista "Astronomy & Astrophysics" (DOI: 10.1051/0004-6361/202554984), el descubrimiento se realizó utilizando una combinación de nuevas mediciones de alta precisión y la evaluación de datos de observación más antiguos.
Una enana roja cercana y tranquila
La estrella en sí (GJ 887) pertenece a la clase de enanas rojas: estrellas significativamente más pequeñas y frías que nuestro Sol. Son el tipo de estrella más común en el universo conocido. Debido a su baja masa y menor brillo, es más fácil encontrar planetas pequeños, por lo que inicialmente se consideran objetivos particularmente interesantes para la búsqueda de planetas similares a la Tierra. Sin embargo, son considerablemente más activas que nuestro Sol, lo que aumenta la probabilidad de radiación intensa en sus proximidades y, por lo tanto, podría poner en peligro o incluso impedir la vida (al menos tal como la conocemos).
Ya en 2020, los astrónomos pudieron demostrar que dos planetas orbitan la estrella. Estos dos mundos se mueven relativamente cerca de su estrella central y tardan solo unos nueve y 21 días, respectivamente, en completar una órbita. Sin embargo, incluso entonces existían indicios de un posible tercer objeto con un período orbital de unos 50 días. Inicialmente, sin embargo, no estaba claro si la señal observada provenía realmente de un planeta o simplemente de la actividad magnética de la estrella.
Dado que GJ 887 se encuentra relativamente cerca, pero también es relativamente estable para una estrella enana roja, el sistema es especialmente adecuado para mediciones precisas. Además, el borde interior de la zona habitable de la estrella se encuentra en una región donde orbitan planetas conocidos, otra razón de gran interés para los investigadores.
Nuevos datos revelan dos planetas más
Para el nuevo estudio, los científicos combinaron varios conjuntos de datos de diferentes instrumentos. Estos incluyeron mediciones de velocidad radial de los espectrógrafos de alta precisión HARPS y ESPRESSO. Estos datos se complementaron con observaciones fotométricas de la misión espacial TESS y mediciones del Sondeo Automatizado de Todo el Cielo.
Este extenso análisis permitió a los investigadores confirmar que un total de cuatro planetas orbitan GJ 887. Sus períodos orbitales son de aproximadamente 4,4 días, 9,2 días, 21,8 días y 50,8 días.
De particular interés es el planeta con el período orbital más largo, de aproximadamente 50 días: "GJ 887 d". Según los cálculos, se encuentra dentro de la zona habitable de la estrella. Esto lo convierte en uno de los planetas conocidos más cercanos que potencialmente podría ofrecer condiciones propicias para la vida.
Es probable que el planeta sea una supertierra, un planeta rocoso con al menos el doble de masa que la Tierra. Se estima que su masa mínima es más de seis veces la de la Tierra. Sin embargo, su composición exacta aún no está clara. Sin mediciones de su radio, no se puede determinar su densidad y, por lo tanto, tampoco se puede determinar si se trata de un mundo rocoso, una variante rica en agua o un subneptuno con mayor contenido de gas.
Además, los investigadores detectaron otra posible señal con un período orbital de aproximadamente 2,2 días. Sin embargo, esto aún no se ha confirmado definitivamente. De ser efectivamente un planeta, podría tratarse de un objeto con una masa inferior a la de la Tierra.
Un objetivo particularmente interesante para futuras misiones
Por lo tanto, es probable que el sistema planetario que rodea a GJ 887 siga siendo un foco de investigación de exoplanetas. En particular, el planeta «GJ 887 d» se considera ahora un objetivo prometedor para futuras observaciones.
Debido a su relativo brillo y cercanía, el sistema es ideal para futuros proyectos destinados a obtener imágenes directas de exoplanetas o analizar sus atmósferas. Estas misiones podrían investigar si las atmósferas contienen evidencia de procesos biológicos, las llamadas biofirmas.
Además, los investigadores quieren intentar determinar la composición exacta del planeta. Solo así será posible evaluar mejor si realmente podrían existir allí condiciones que permitieran la vida.
Modificado por orbitaceromendoza
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