viernes, 29 de junio de 2018

Buscando estabilidad climática en los exoplanetas

Representación artística de Kepler-186f. Crédito: NASA Ames / JPL-Caltech / T. Pyle
Un nuevo estudio del Instituto de Tecnología de Georgia proporciona nuevas pistas que indican que un exoplaneta situado a 500 años luz de distancia se parece mucho a la Tierra.

Kepler-186f es el primer planeta del tamaño de la Tierra que fue identificado fuera del Sistema Solar orbitando la zona habitable de una estrella. En astrofísica, se denomina zona de habitabilidad estelar a la región alrededor de una estrella en la que el flujo de radiación incidente permitiría la presencia de agua en estado líquido sobre la superficie de cualquier planeta (o satélite) rocoso que se encontrase en ella y que contase con una masa comprendida entre 0,5 y 10 masas terrestres y una presión atmosférica superior a 6,1 mbar, correspondiente al punto triple del agua a una temperatura de 273,16 K.

El estudio del Instituto de Tecnología de Georgia utilizó simulaciones para analizar e identificar la dinámica del eje de giro del exoplaneta. Esas dinámicas determinan cuánto se inclina un planeta sobre su eje y cómo evoluciona  ese ángulo de inclinación con el tiempo. La inclinación axial contribuye a las estaciones y al clima porque afecta al modo en el que la luz solar incide sobre la superficie del planeta.


Los investigadores sugieren que la inclinación axial de Kepler-186f es muy estable, al igual que la de la Tierra, lo que podría significar que tenga estaciones y un clima estable. El equipo del Instituto de Tecnología de Georgia cree que la misma dinámica se cumple para Kepler-62f, un planeta del tamaño de una súper Tierra que orbita alrededor de una estrella situada a unos 1.200 años luz de distancia de nosotros.

¿Por qué es tan importante la inclinación axial para el clima? Una gran variabilidad en la inclinación axial podría ser uno de los motivos por los que Marte pasó de ser un lugar acuoso al desierto estéril que observamos hoy en día.

"Marte está en la zona habitable de nuestro Sistema Solar, pero su inclinación axial ha sido muy inestable, variando de cero a 60 grados", comenta el profesor asistente del Instituto de Tecnología de Georgia Gongjie Li, quien dirigió el estudio junto con el estudiante de posgrado Yutong Shan. "Esa inestabilidad probablemente contribuyó a la descomposición de la atmósfera marciana y a la evaporación del agua superficial".

NASA Ames/SETI Institute/JPL-Caltech

Como comparación, la inclinación axial de la Tierra oscila más suavemente, entre 22.1 y 24.5 grados, yendo de un extremo a otro cada 10.000 años aproximadamente. Los efectos de esta variación en la Tierra pueden observarse en lugares como Zumaia. De echo, la mayoría de las personas que han visto la famosa serie Juego de Tronos no se han percatado de que la geomorfología de Rocadragón obedece a los efectos de esta variación orbital. Tenéis más información en este enlace: La historia de la Tierra escrita en la Costa Vasca.

Fuente: Wikipedia
El ángulo de orientación de la órbita de un planeta alrededor de su estrella anfitriona puede oscilar por interacción gravitacional con otros planetas del mismo sistema. Si la órbita oscilara a la misma velocidad que la precesión del eje de rotación del planeta (similar al movimiento circular exhibido por el eje de rotación de una parte superior o giroscopio), el eje de rotación también se tambalearía hacia adelante y hacia atrás, a veces dramáticamente.

Marte y la Tierra interactúan fuertemente entre sí, así como con Mercurio y Venus. Como resultado, por sí mismos, sus ejes de giro precesarían con la misma velocidad que la oscilación orbital, lo que puede provocar grandes variaciones en su inclinación axial. Afortunadamente, la Luna mantiene las variaciones de la Tierra bajo control. 

La Luna aumenta la tasa de precesión del eje de rotación de nuestro planeta y la hace diferente de la tasa de oscilación orbital. Marte, por otro lado, no tiene un satélite lo suficientemente grande como para estabilizar su inclinación axial. "Parece que ambos exoplanetas son muy diferentes de Marte y la Tierra porque tienen una conexión más débil con sus planetas hermanos", dijo Li, un miembro de la Facultad de Física. "No sabemos si poseen lunas, pero nuestros cálculos muestran que incluso sin satélites, los ejes de giro de Kepler-186f y 62f se habrían mantenido constantes durante decenas de millones de años".

Kepler-186f es solo un 11 % más grande que la Tierra, pero su masa, composición y densidad siguen siendo un misterio. Orbita a su estrella cada 130 días. Según la NASA, el brillo de esa estrella a mediodía, parecería tan brillante como el Sol justo antes del ocaso en la Tierra. Kepler-186f se encuentra en la constelación de Cygnus como parte de un sistema de cinco planetas.

Kepler-62f fue el exoplaneta más parecido a la Tierra detectado hasta el hallazgo de Kepler-186f en 2014. Es aproximadamente un 40 por ciento más grande que nuestro planeta y es probable que sea un mundo terrestre o cubierto por océanos. Está en la constelación de Lyra y es el planeta más externo de entre los cinco exoplanetas que orbitan alrededor de su estrella.

"Nuestro estudio es uno de los primeros en investigar la estabilidad climática de los exoplanetas y se suma a la creciente comprensión de estos mundos cercanos potencialmente habitables", dijo Li.

"No creo que comprendamos lo suficiente sobre el origen de la vida para descartar la posibilidad de su presencia en planetas con climatologías irregulares", agregó Shan. "Incluso en la Tierra, la vida es notablemente diversa y ha demostrado una increíble capacidad de recuperación en entornos extraordinariamente hostiles. Pero un planeta climáticamente estable podría ser un lugar más idóneo para comenzar".


Fuente: Phys.org 

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