jueves, 25 de febrero de 2016

En busca de actividad volcánica en los exoplanetas

Crétito: Dana Berry
 Se cree que la actividad geológica de un planeta es muy importante para que éste pueda sustentar vida. Pero detectarla en otro mundo lejano es muy difícil, especialmente si nos referimos a los pequeños planetas rocosos que hemos detectado en torno a otras estrellas.

¿Y si pudiésemos detectar una gran erupción volcánica en un planeta similar a la Tierra? Un grupo de estudiantes de la Universidad de Washington examinaron esta cuestión después de que surgiera un debate en una de sus clases de astrobiología sobre la búsqueda de vida fuera de Nuestro Sistema Solar.

"Toda vida necesita energía", comentó el estudiante de doctorado Joshua Krissansen-Totton. "Al principio debatimos sobre la tectónica de placas. Aunque no es necesaria para la vida, es un buen indicador de la habitabilidad de un lugar. Y como es muy difícil de detectar, pensamos en el vulcanismo".

El artículo resultante, "Aerosoles de sulfatos transitorios como firma del vulcanismo de un exoplaneta", fue publicado en la revista Astrobiology en junio. El trabajo fue financiado por el Laboratorio Planetario Virtual del Instituto de Astrobiología de la NASA.


Un método para detectar planetas del tamaño de la Tierra en otros soles es a través de la observación de los tránsitos. Esta técnica, empleada por el telescopio espacial Kepler de la NASA, se basa en supervisar una estrella durante mucho tiempo en busca de un planeta que pasa por delante de su disco. Detectar planetas pequeños es más fácil cuando estos orbitan estrellas enanas debido a que la relación del radio de la estrella con la del mundo es menor. Una estrella grande tiene la suficiente luz como para que el tránsito no sea visible. Sin embargo, la detección de planetas con esta técnica no nos añade necesariamente información sobre sus atmósferas.

Este escenario es sin duda más sencillo cuando estudiamos exoplanetas grandes. Un espectrómetro estudia el espectro de luz procedente de la estrella, buscando los astrónomos variaciones en la firma cuando el planeta pasa por delante del disco del astro, lo que facilita el estudio de la composición química de la atmósfera del planeta. El primer análisis de este tipo se realizó en 2002 con el planeta gigante HD 209458.

Nuestra tecnología actual no nos permite realizar estas mediciones con un planeta del tamaño de la Tierra a estas enormes distancias. Pero los científicos encargados de este estudio encontraron otra solución: cuando un volcán entra en erupción, tiende a hinchar la atmósfera del planeta debido a que el azufre que sale del volcán genera aerosoles de sulfato en la atmósfera superior a través de las interacciones con otras moléculas. Tal vez sea posible detectar una de estas atmósferas expandiéndose y contrayéndose de nuevo.

En este trabajo los investigadores analizaron dos escenarios. En el primero tuvieron en cuenta la erupción del volcán Pinatubo en 1991, la segunda erupción volcánica más grande ocurrida en el siglo XX. También consideraron un escenario más común, la erupción relativamente pequeña del volcán Sarychev ocurrida en Rusia en el 2009.

Los científicos trataron de simular las capacidades de estudio y análisis de los dos próximos observatorios: el telescopio espacial James Webb de la NASA y el Telescopio Europeo Extremadamente Grande  (E-ELT) en Chile, programado para el año 2024.

Cuando los investigadores crearon un modelo utilizando estos escenarios, descubrieron que una erupción como la de Sarychev sería muy difícil de detectar en un planeta de tamaño terrestre orbitando alrededor de una estrella similar al Sol a unos 10 parsecs (32 años luz) de distancia. La erupción más grande, como la del Pinatubo, sin embargo, sí creó un rápido aumento y la disminución gradual en el radio del planeta que podría ser más fácilmente vista con los telescopios.

Los volcanes son una característica bastante común en el Sistema Solar. Se han visto criovolcanes en Encélado y Plutón. Y Venus cuenta con un gran historial volcánico.

"Muchos científicos creen que la actividad hidrotermal es crucial en el origen de la vida", dijo Krissansen-Totton. "Así que estamos más interesados ​​en ver planetas con actividad volcánica."




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