martes, 26 de octubre de 2010

La habitabilidad de Gliese 581d


El sistema Gliese 581 ha sido noticia recientemente gracias a un planeta descubierto en su zona habitable. Pero las esperanzas de este descubrimiento comenzaron a ensombrecerse cuando se recordó que el nivel de certidumbre de su descubrimiento fue del 95%, mientras que la mayoría de los descubrimientos astronómicos están en o por encima del nivel de confianza del 99%. Aún así, el sistema de Gliese 581 guarda más sorpresas.
Cuando el segundo planeta, Gliese 581d, fue descubierto por primera vez, se colocó fuera de la zona habitable. Pero en 2009, un nuevo análisis de los parámetros orbitales más refinados trasladaron al planeta justo hasta el borde de la zona habitable. Varios autores han sugerido que, con los suficientes gases de efecto invernadero, esto puede empujar a Gliese 581d hasta la zona habitable. Un nuevo documento que se publicará en un próximo número de Astronomy & Astrophysics simula una amplia gama de condiciones que harían ésto posible.

El equipo, dirigido por Robin Wordsworth, de la Universidad de París, habla de varias propiedades del planeta incluyendo la gravedad en la superficie, el albedo, y la composición de la atmósfera. Además, las simulaciones se llevaron a cabo también por un planeta en una órbita similar alrededor del Sol (Gliese 581 es una enana M) para entender cómo la diferente distribución de la energía podría afectar a la atmósfera. El equipo descubrió que, para atmósferas compuestas principalmente de CO2, las estrellas rojas calientan al planeta más que una estrella de tipo solar, debido a que el CO2 no es capaz de dispersar la luz roja lo que le permite llegar más eficazmente al suelo.
Uno de los obstáculos potenciales que el equipo considera para el calentamiento es la formación de nubes. Los científicos analizaron las nubes de CO2 que probablemente se formarían hacia los bordes de la zona habitable en un planeta como Marte. Un problema sería que las nubes tenderían a ser reflexivas, lo que podría contrarrestar el calentamiento de la luz estelar entrante, lo que enfriaría el planeta. Pero, una vez más, debido a la naturaleza roja de la estrella, la luz más rojiza permitiría mitigar este efecto para así poder penetrar potencialmente a través de estas capas de nubes.
En caso de estar presente el H2O, los efectos de combinan. Las nubes y el hielo serían muy reflectantes, lo que disminuiría la cantidad de energía capturada por el planeta, ya que el agua absorvería bien en la región infrarroja. Como tal, las nubes de vapor de agua pueden atrapar el calor que irradia desde la superficie hacia el espacio, atrapándolo y resultando en un aumento de temperatura general. El problema es conseguir que se formen nubes en primer lugar.
La presencia de gas nitrógeno en la atmósfera del exoplaneta (común en las atmósferas de los planetas del Sistema Solar) tuvo poco efecto en las simulaciones. La razón principal fue la falta de absorción de la luz roja. En general, la inclusión sólo ha modificado ligeramente el calor específico de la atmósfera y la ampliación de las líneas de absorción de otros gases, lo que permite una capacidad muy pequeña para atrapar más el calor. Como el equipo lo que buscaba era la conservación del calor en el planeta, eliminó la presencia de nitrógeno en sus consideraciones finales para una posible habitabilidad.
Con la combinación de todas estas consideraciones, el equipo encontró que incluso teniendo en cuenta las condiciones más desfavorables de la mayoría de las variables, si la presión atmosférica es lo suficientemente alta, permitiría la presencia de agua líquida en la superficie del planeta, un requisito clave para mantener la abiogénesis. La favorable combinación de otras características como la presión también puede producir agua líquida a presiones tan bajas como a 5 bares. El equipo también observa que otros gases de efecto invernadero, como el metano, fueron excluidos debido a su rareza, pero debe existir la posibilidad de que el agua líquida podría sea más probable si existen estos compuestos.
En última instancia, la simulación se llevó a cabo sólo como un modelo unidimensional que consideró en esencia una columna delgada de la atmósfera en el lado diurno del planeta. El equipo sugiere que, para una mejor comprensión,  tendría que ser creados modelos tridimensionales. En el futuro, se va a utilizar uno de estos modelos para permitir una mejor comprensión de lo que está sucediendo en otras partes del planeta. Por ejemplo, si las temperaturas caen demasiado rápido en el lado nocturno, esto podría dar lugar a la condensación de los gases generando una atmósfera inestable. Además, gracias a los nuevos descubrimientos, los astrónomos esperan poder estudiar pronto más eficazmente las atmósferas de los exoplanetas.

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