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08/08/2017
Reducen probabilidades de vida como la conocemos en los exoplanetas descubiertos
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Varios estudios recientes reducen las posibilidades de vida tal y como la conocemos en los exoplanetas conocidos.

El método científico requiere de una gran conexión con la realidad. Sin datos observacionales con los que construir los modelos o con los que compararlos podemos llegar a resultados equivocados.

Antes de que se tuviera noticia directa de la existencia de exoplanetas, cosa que ocurría hace poco más de 20 años, las ideas que había sobre los planetas que pudiera haber ahí afuera eran una simple copia de lo que sucedía en nuestro sistema solar.

Ahora ya hemos confirmado la existencia de miles de planetas extrasolares. Pese a que hay sesgos observacionales, ya podemos decir que antes no teníamos ni idea de la abundancia, naturaleza y estadística de esos planetas.

Sin embargo, no hemos nada más que trasladar el problema. Ahora no sabemos en qué planetas de esos que hemos descubierto puede haber surgido la vida a falta de bioindicadores espectrales que lo confirme y de los que ahora no disponemos por problemas observacionales. Mientras tanto, se intenta decir algo al respecto con modelos de diverso tipo.

El primer trabajo reciente que vamos a ver es el que sostiene que los exoplanetas conocidos son menos densos de lo que previamente se suponía, por lo que se parecerán más a Júpiter que a la Tierra y, en consecuencia, con menos posibilidades de que en ellos haya vida.

El problema es que algunos de estos exoplanetas orbitan estrellas que forman parte de un sistema binario de estrellas. Si las medidas de tránsito del planeta, que se hacen por fotometría, se ven influidas por la estrella compañera, la deducción del tamaño del planeta puede ser errónea.

Para saber la densidad de un planeta y, por tanto, deducir si es un planeta rocoso o un planeta como Neptuno, se debe calcular su tamaño y su masa (o cotas a ambas). El primero se puede inferir por datos de transito y la segunda por datos obtenidos por el método de velocidad radial.

Muchos de los exoplanetas descubiertos pertenecen a sistemas binarios de estrellas que, además, no se suelen poder resolver con nuestros telescopios y aparecen como un punto. Cuando un exoplaneta pasa por delante de su estrella según nuestra perspectiva, oculta algo de luz de su luz y podemos inferir su tamaño entre otros parámetros. El problema es que, en el caso de binaria, la otra estrella puede enviar luz que nos haga pensar que el disco planetario aparente es menor de lo que realmente, por lo que el planeta sería más grande en realidad. Si la binaria está compuesta por estrella iguales el error en la medida del brillo puede ser del 40%.

Elise Furlan (Caltech) y Steve Howell (NASA Ames Research Centre) han estudiado 50 casos recopilados por la misión Kepler de planetas en binarias para los que ya se había deducido su tamaño y masa. De esos 50 casos, sólo 7 eran considerados anteriormente pertenecientes a binarias. Al final 35 de esos casos correspondía a planetas que orbitaban la estrella más masiva, no pudiendo determinar este aspecto en los 15 restantes. De estos 15 casos hay 5 que corresponden a binarias con estrellas iguales, por lo que los exoplanetas correspondiente tienen un error en el cálculo de su tamaño de un 40%. .

El trabajo es una advertencia para que estudios futuros se considere este aspecto y, además, nos dice, que los planetas propicios para la vida tal y como la conocemos son menos abundantes de los que pensábamos.

El segundo caso de estudio ha sido el sistema TRAPPIST-1, que es un sistema planetario compacto con siete planeta orbitando una enana roja ultrafría, tres de cuales parecen estar en la zona de habitabilidad. Un sistema que ya se ha hecho famoso y, por tanto, un objetivo de estudio.

Ahora un equipo de investigadores del Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) dice que comportamiento de la estrella enana roja reduce las posibilidades de habitabilidad de los planetas, aunque estos estén en la zona de habitabilidad.

El problema es que las enanas rojas tienen su capa convectiva muy cerca de su superficie, por lo que son propensas a experimentar grandes tormentas solares y otros fenómenos energéticos. En este caso, han podido comprobar que emite grandes cantidades de radiación ultravioleta (UV).

Esta radiación reduce las probabilidades de vida al erosionar las posibles atmósferas planetarias y esterilizar la posible vida en la superficie de los planetas. Todo ello suprimiría la supuesta zona habitable, pues sin atmósfera no puede haber agua líquida.

"Debido a esta furiosa radiación de la estrella, nuestros resultados sugieren que las atmósferas de los planetas de TRAPPIST-1 deben de haber sido barridas por una radiación UV mucho más intensa que la experimentada por la Tierra", dice Manasvi Lingam.

Estos investigadores deducen que la posibilidad de que la vida compleja haya surgido en los planetas de la zona habitable es menor al 1% comparada con la Tierra.

Otro grupo de investigadores de la misma institución apunta a que el sistema TRAPPIST-1 sufre de más problemas. La enana roja envía gran cantidad de partículas en forma de viento solar. Sobre los planetas, este viento llega con una intensidad que va de las 1000 a las 100.000 veces la intensidad del viento solar que llega del Sol a la Tierra.

Además, el campo magnético de la estrella se conectará con los posibles campos magnéticos de los planetas, lo que hará que este viento solar incida directamente sobre las atmósferas planetarias, por lo que estas pueden verse destruidas al ser barridas o evaporadas.

El campo magnético de la Tierra nos protege de las partículas cargadas que vienen del Sol, pero este mecanismo no funcionaría en el caso de la estrella enana roja de TRAPPIST-1

Ambos estudios sugieren que los planetas de este sistema planetario posiblemente carecen de vida tal y como la conocemos. Además, estos resultados pueden ser extrapolados a casos similares de planetas alrededor de enanas rojas.

"No estamos diciendo a la gente que no busque vida alrededor de enanas rojas, pero nuestro trabajo y el trabajo de nuestros colegas muestra que las dianas tienen que ser estrellas que se parezcan lo máximo posible al Sol", dice Jeremy Drake.  

Por último, un cuarto artículo también reduce las posibilidades de vida en los exoplanetas que hemos descubierto.

La actividad tectónica es muy importante para la vida en la Tierra. En nuestro mundo, el dióxido de carbono atmosférico reacciona para producir rocas carbonatadas que terminan en las zonas de subducción de las placas tectónicas gracias a la meteorización. Posteriormente, la actividad volcánica devuelve este dióxido de carbono a la atmósfera. Si la temperatura baja demasiado, la meteorización se reduce y la actividad volcánica inyecta este gas de efecto invernadero en la atmósfera, en donde se va acumulando. Esto permite que la temperatura pueda volver a subir. Pero si la temperatura sube demasiado se producen más carbonatos rocosos que retiran dióxido de carbono de la atmósfera y entonces la temperatura baja. Naturalmente la escala de tiempos en este proceso es de millones de años.

Este ciclo de retroalimentación así descrito es estrictamente geológico y ha mantenido las condiciones para la habitabilidad de nuestro mundo, pese a que el Sol se ha ido haciendo más brillante con el tiempo. La vida, por otro lado, añade otra capa de regulación climática a esta.

Según las estrellas van gastando su combustible termonuclear se van haciendo más brillantes, por lo que se necesita un termostato como el descrito para mantener las condiciones de habitabilidad durante largos periodos de tiempo. Es decir, se necesita tectónica.

Para que haya vida, por tanto, tiene que haber tectónica, por lo que es necesario un planeta rocoso, pero, además se necesitan otras condiciones.

Cayman Unterborn (Arizona State University) y sus colaboradores han estudiado las posibilidades de que los exoplanetas encontrados hasta ahora posean tectónica. Sostienen que la mayoría de los planetas rocosos posiblemente no pueden sostener una tectónica durante largos periodos de tiempo. El estudio recuerda a otros que se han realizado sobre los planetas de granate.

El problema es que no sabe muy bien por qué la Tierra si ha tenido tectónica durante miles de millones de años y otros planetas como Venus o Marte no, aunque en el segundo caso posiblemente se debe a su pequeño tamaño. Puede que el proceso comience, pero que no se prolongue en el tiempo, por lo que esto comprometería la habitabilidad a largo plazo. Así que cae dentro de lo posible que la Tierra no sólo sea el único planeta con tectónica a largo plazo del Sistema Solar, sino que pudiera ser uno de los pocos de la galaxia con esa característica.

En el pasado se propuso que las supertierras, al ser más grandes, deben retener más calor interno, por lo que la tectónica se debe dar más fácilmente y durante más tiempo en ellas. Pero no se tuvo en cuenta entonces la composición de esos planetas. La química del planeta también es importante a la hora de que haya tectónica. Esta composición química del planeta no se puede saber directamente, pero se puede inferir a partir de la composición de su estrella, pues ambos se deben haber formado a partir de la misma nebulosa de gas y polvo.

Unterborn y sus colaboradores han realizado precisamente este estudio sobre 1500 estrellas, incluidas 123 de ellas con exoplanetas según la misión Kepler. Usando modelos computacionales han deducido presiones y temperaturas en el interior de esos planetas, la relación entre el manto y la corteza y predicho si pueden o no mantener tectónica.

Estos investigadores pudieron comprobar en algunos casos que la tectónica se pueden mantener durante miles de millones de años, pero en otros casos no. Una vez se para la tectónica y no hay subdución, el termostato geológico se detiene y el planeta o bien se congela o bien se cuece hasta exterminar la posible vida. Sólo en un tercio de los casos se puede mantener esa tectónica.

Pese a todo, la gran cantidad de posibles planetas de tamaño terrestre de nuestra galaxia, que se cifra en 40.000 millones, puede dar lugar a 13.000 millones con tectónica si consideramos ese tercio, que son muchos planetas.

Por tanto, otra vez, la zona de habitabilidad no depende solamente de la distancia a la estrella, sino, además de la capacidad de mantener una tectónica. Ni siquiera la densidad es determinante.

Obviamente, los expertos discuten los detalles de los modelos empleados en este estudio y los datos de laboratorio permitirán refinarlos.

Pero no deja de ser inquietante la posibilidad de que estemos solos en la galaxia, que es lo mismo a efectos prácticos que decir en el Universo. ¡Qué inmensa responsabilidad!

Fuentes y referencias:
Artículo original I.
Artículo original II.
Artículo original III.
Artículo original IV.

Ilustraciones: NASA / JPL-Caltech, NASA/JPL-Caltech/EPV, Robin Dienel, Carnegie DTM, aboutislam.net.


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neofronteras.com
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