Cómo Buscan Los Astrónomos Exoplanetas Habitables

La búsqueda de planetas habitables

El concepto de este artista muestra un planeta Super Venus a la izquierda y una Super Tierra a la derecha. Crédito de la imagen: NASA / JPL-Caltech / Ames

A medida que continúa la búsqueda de planetas habitables, los astrónomos detallan cómo determinan qué exoplanetas tienen todas las condiciones adecuadas para que la vida prospere.

Hasta ahora, solo conocemos un planeta que está empapado de vida. Ese planeta es la Tierra, como habrás adivinado, y tiene todas las condiciones adecuadas para que las criaturas prosperen en su superficie. ¿Otros planetas más allá de nuestro sistema solar, llamados exoplanetas, también albergan formas de vida?

Los astrónomos aún no conocen la respuesta, pero buscan planetas potencialmente habitables utilizando un puñado de criterios. Idealmente, quieren encontrar planetas como la Tierra, ya que sabemos sin duda alguna que la vida echó raíces aquí. Ha comenzado la búsqueda de planetas del tamaño de la Tierra que orbitan a la distancia justa de su estrella, en una región denominada zona habitable.

NASA La misión Kepler está ayudando a los científicos en la búsqueda para encontrar estos mundos, a veces llamados planetas Ricitos de Oro por el cuento de hadas porque orbitan donde las condiciones son “perfectas” para la vida. Kepler y otros telescopios han confirmado algunos hasta ahora, todos los cuales son un poco más grandes que la Tierra: las Super Tierras. La búsqueda del gemelo de la Tierra, un planeta de zona habitable tan pequeño como la Tierra, continúa.

Una parte importante de esta investigación es la investigación continua sobre exactamente dónde comienza y termina la zona habitable de una estrella.

La zona habitable es el cinturón alrededor de una estrella donde las temperaturas son ideales para que el agua líquida, un ingrediente esencial para la vida tal como la conocemos, se acumule en la superficie de un planeta. La Tierra se encuentra dentro de la zona habitable de nuestra estrella, el sol. Más allá de esta zona, un planeta probablemente estaría demasiado frío y congelado para la vida (aunque es posible que la vida esté enterrada debajo de la superficie de la luna). Un planeta que se encuentra entre una estrella y la zona habitable probablemente estaría demasiado caliente y húmedo.

Ese planeta perfecto Ricitos de Oro dentro de la zona no sería necesariamente el hogar de criaturas peludas. Pero tendría el potencial de que abundara algún tipo de vida, incluso microbios.

En un nuevo estudio, investigadores del Instituto de Ciencias Exoplanetas de la NASA en el Instituto de Tecnología de California, en Pasadena, California, analizaron cuidadosamente la ubicación de un planeta llamado Kepler-69c y su zona habitable. Su análisis muestra que este planeta, que es 1,7 veces el tamaño de la Tierra, se encuentra justo fuera del borde interior de la zona, por lo que es más un Super Venus que una Súper Tierra, como indicaron estimaciones anteriores.

“En el camino hacia la búsqueda de la Tierra, Kepler nos dice mucho sobre la frecuencia de planetas similares a Venus en nuestra galaxia”, dijo Stephen Kane, autor principal del nuevo artículo sobre Kepler-69c que aparece en Astrophysical Journal Letters.

Para determinar la ubicación de la zona habitable de una estrella, primero se debe saber cuánta radiación total emite. Las estrellas más masivas que nuestro sol son más calientes y resplandecen con radiación, por lo que sus zonas habitables están más alejadas. Del mismo modo, las estrellas que son más pequeñas y frías lucen cinturones de habitabilidad más ajustados que nuestro sol. Por ejemplo, el planeta Super Tierra llamado Kepler-62f, descubierto por Kepler para orbitar en el medio de una zona habitable alrededor de una estrella fría, orbita más cerca de su estrella que la Tierra. El planeta tarda solo 267 días en completar una órbita, en comparación con los 365 días de la Tierra.

Saber exactamente qué tan lejos debe estar una zona habitable de una estrella también depende de la química. Por ejemplo, las moléculas en la atmósfera de un planeta absorberán una cierta cantidad de energía de la luz de las estrellas e irradiarán el resto hacia afuera. La cantidad de esta energía atrapada puede significar la diferencia entre un mar turquesa y volcanes en erupción.

Los investigadores dirigidos por Ravi kumar Kopparapu de la Universidad Penn State, University Park, Pensilvania, utilizaron este tipo de información química para empujar la zona habitable un poco más lejos de lo que se pensaba. El estudio del Astrophysical Journal de 2013 del equipo es el estándar de oro actual para determinar cómo la emisión de radiación total de una estrella se relaciona con la ubicación de su zona habitable. Kane y sus colegas utilizaron esta información para ajustar los límites de la zona habitable de Kepler-69c, además de mediciones cuidadosas de la producción total de energía de la estrella y la órbita del planeta.

“Comprender las propiedades de la estrella es fundamental para determinar las propiedades planetarias y calcular la extensión de la zona habitable en ese sistema”, dijo Kane.

Pero antes de comprar un inmueble en una zona habitable, tenga en cuenta que hay otros factores que determinan si un mundo desarrolla exuberante vegetación y playas. Las erupciones de la superficie de las estrellas llamadas llamaradas, por ejemplo, pueden causar estragos en los planetas.

“Hay muchas preguntas sin respuesta sobre la habitabilidad”, dijo Lucianne Walkowicz, miembro del equipo científico de Kepler con sede en Universidad de Princeton , Nueva Jersey, que estudia las estrellas en llamas. “Si el planeta se ve afectado por la radiación todo el tiempo por las llamaradas de su estrella madre, la superficie podría no ser un lugar muy agradable para vivir. Pero, por otro lado, si hay agua líquida alrededor, eso es un buen escudo contra la radiación de alta energía, por lo que tal vez la vida pueda prosperar en los océanos ”.

Las llamaradas también pueden raspar las atmósferas de los planetas, complicando aún más el panorama. Esto es particularmente cierto para las estrellas más pequeñas y frías, que tienden a ser más hiperactivas que estrellas como nuestro sol.

Idealmente, a los astrónomos les gustaría saber más sobre la atmósfera de planetas potencialmente habitables. De esa manera, podrían observar la composición molecular del planeta en busca de signos de gases de efecto invernadero descontrolados que podrían indicar un planeta inhóspito similar a Venus. O, los futuros telescopios espaciales podrían incluso captar firmas de oxígeno, agua, dióxido de carbono y metano, indicadores de que el planeta podría ser el hogar de alguien.

La próxima NASA Telescopio espacial James Webb nos acercará más a este objetivo, al sondear las atmósferas de los planetas, algunos de los cuales pueden encontrarse en zonas habitables. La misión no podrá examinar las atmósferas de planetas tan pequeños como la Tierra, por lo que tendremos que esperar a que otro telescopio futuro separe las Venus de la Tierra.

NASA Ames gestiona el desarrollo del sistema terrestre de Kepler, las operaciones de la misión y el análisis de datos científicos. El Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California, gestionó el desarrollo de la misión Kepler. Ball Aerospace & Technologies Corp. en Boulder, Colorado, desarrolló el sistema de vuelo Kepler y apoya las operaciones de la misión con JPL en el Laboratorio de Física Atmosférica y Espacial de la Universidad de Colorado en Boulder. El Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial en Baltimore archiva, aloja y distribuye los datos científicos de Kepler. Kepler es la décima misión de descubrimiento de la NASA y está financiada por la Dirección de Misiones Científicas de la NASA en la sede de la agencia en Washington.

Más información sobre la misión Kepler está en http://www.nasa.gov/kepler.

Más información sobre exoplanetas y el programa de búsqueda de planetas de la NASA está en http://planetquest.jpl.nasa.gov.

Publicaciones: Stephen R. Kane, et al., “A Potential Super-Venus in the Kepler-69 System”, 2013, ApJ, 770, L20; doi: 10.1088 / 2041-8205 / 770/2 / L20

Copia en PDF del estudio: un potencial Super-Venus en el sistema Kepler-69

Imagen: NASA / JPL-Caltech / Ames

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