El agua atrapada de los exoplanetas alrededor de enanas rojas

Por Daniel Marín, el 25 abril, 2013. Categoría(s): Astronomía • Exoplanetas • sondasesp ✎ 20

Los exoplanetas situados alrededor de enanas rojas prometen ser los oasis de vida en nuestra Galaxia. Las estrellas de tipo M son las más numerosas del Universo y por lo tanto es probable que alberguen la mayoría de mundos habitables que existen. El problema es que la zona habitable de las enanas rojas se encuentra muy cerca de las mismas y esto implica que los posibles planetas habitables deberán presentar siempre el mismo hemisferio hacia su sol. Es el fenómeno conocido como acoplamiento de marea (tidal locking). Pero, ¿cómo afecta esto al agua de un planeta así?

El agua en un mundo alrededor de una enana roja podría terminar en forma de hielo en el hemisferio nocturno (Menou et al.).

La primera consecuencia del acoplamiento de marea es obvia. Si un planeta siempre muestra la misma cara hacia su estrella, el lado diurno presentará temperaturas altísimas y el nocturno todo lo contrario, por lo que la zona de habitabilidad se limitará quizás a un fino disco en el terminador del planeta (el límite entre el día y la noche). La segunda consecuencia ha sido poco estudiada y tiene qué ver con la cantidad de agua en estos planetas. Y es que estos mundos podrían ser extremadamente secos.

Con los extremos térmicos que hemos comentado, el agua se evaporaría del hemisferio diurno y migraría hacia el nocturno, donde se precipitaría en forma de hielo. Aunque parte del agua de esta reserva helada volvería al hemisferio diurno de forma cíclica, el ritmo no sería el mismo en ambas direcciones. Y como consecuencia, es posible que la mayor parte del agua de un planeta del tamaño de la Tierra alrededor de una enana roja termine ‘atrapada’ en el casquete helado del lado nocturno, disminuyendo así el potencial de habitabilidad de forma drástica.

El que un mundo de este tipo pierda la mayoría de su agua líquida depende de la cantidad inicial agua, la insolación a la que está sometido y de la densidad y composición de la atmósfera. Por otro lado, a pesar de que la habitabilidad global de un mundo con agua atrapada se vea resentida, quizás puedan existir pequeñas zonas cuya habitabilidad sea muy elevada. En cualquier caso, se trata de un factor a tener en cuenta en el futuro, cuando descubramos las primeras exotierras en estrellas de tipo M. Quizás todas ellas presenten enormes e interminables casquetes polares en su lado nocturno.

Referencias:



20 Comentarios

  1. Bien, también se pensaba que Mercurio estaba atrapado en una resonancia 1:1 y después resultó la cosa ser mucho más compleja. Como es habitual xD, niego la mayor, y no creo que tenga que estar condenado a una resonancia de spin 1:1, eso sí, la situación no cambia mucho si es 2:3 o 3:5 o similar, aunque algo cambia, lo bastante como para invalidar estos escenarios ya que antes o después, toda la superficie del planeta resulta insolada.

    Por otro lado, si el planeta tiene una atmósfera lo bastante densa (más que la terrestre), es muy probable que toda su superficie esté a temperatura uniforme, tal y como está Venus.

    Personalmente pienso que debe haber planetas de tipo ni imaginado, porque aunque los humanos siempre somos muy ídem (imaginativos), la verdad es que la Naturaleza nos gana por goleada.

  2. Bien pudiera ser que el transporte de energia de la parte iluminada hacia la parte nocturna tambien convierta el agua en liquida mucho más álla de la zona de terminador. Imagino vientos ultracalientes entrando bastante fuerte y profundo en la zona oscura de uno de estos planetas. Terribles olas de calor planetarias viajando de una zona hacia la otra, y no creo que sé en contrario (olas de frío entrando en la parte iluminada) pues el calor siempre viaja cerca de la superficie afectando a este.

    saludos

  3. Sigo sin entender por qué ese interés por las abundantes pero ‘problemáticas’ estrellas tipo M. ¿Por qué no centramos la búsqueda en torno a estrellas tipo G2 y buscamos planetas que tengan agua líquida, mareas, ciclos estacionales, etc?

    1. No solo son más abundantes, sino más fáciles de analizar, ya que los planetas son mucho más grandes en relación a la estrella por lo que los planetas son más fáciles de detectar.

      Dado que la tecnología para la detección de exoplanetas está en pañales, esto es muy importante en el futuro cercano.

    2. Así no es como funciona esa “búsqueda” astronómica, no se esta tratando de buscar algo excesivamente puntual, no se esta buscando planetas que tengan agua líquida, mareas, ciclos estacionales. Más bien la misma búsqueda de planetas, aunque sean tipo mercurio alrededor de otras estrellas ya es algo fascinante. Si vas por la vía de esperar solo planetas tipo tierra vas a pasar siglos sin entenderlo.

    3. No me respondes Sprengel, solo trasladas la duda a otro punto: ¿por qué se buscan planetas en la “zona habitable -¿habitable por qué o quién?- de una estrella. ¿Buscamos “oasis de vida” o planetas fascinantes? Porque, puestos a buscar planetas fascinantes, ¿por qué no buscar gigantes gaseosos? ¿O es más fascinante buscar planetas tipo Mercurio que planetas tipo Júpiter o Saturno?

  4. Pienso que la presencia de agua líquida tiene más que ver con la posibilidad de desarrollarse la vida que con la “habitabilidad” (cuesta bien poco derretir el hielo para licuarlo, y si éste es superabundante ¿qué problema hay con que esté congelada?).
    Lo que sí tiene relación directísima con la habitabilidad es la existencia o no de una atmósfera lo suficientemente densa como para proteger la superficie de impactos de meteoritos, rayos cósmicos, etc pero no tanto que genere un efecto invernadero excesivo (como en Venus)
    Daniel, qué influencia tendría el acoplamiento de marea en la densidad y composición de la atmósfera?

    Por supuesto, por muy “habitables” que fuesen, siempre queda el PROBLEMÓN de viajar entre inmensidades de espacio como nos separan, pero tener un buen catálogo de planetas “habitables” sería un buen comienzo…

  5. Lo lógico sería enviar misiones precursoras al punto focal solar para poder visualizar los objetivos a alta resolución usando nuestra estrella como lente. Es algo costoso, pero indudablemente muchísimo más barato (y actualmente fuera de nuestro nivel tecnológico) que una misión interestelar.

    Si llegamos al punto de poder viajar entre las estrellas, nuevamente el paso lógico sería enviar sondas automatizadas a observar los objetivos de cerca, y concluir si es viable y merece la pena la colonización.
    Y por último, la fase tripulada, probablemente solo de ida.

    De todas formas, como se ha planteado en otros momentos, si el ser humano se habitua a la construcción de megahabitats espaciales, entonces práticamente toda estrella podría ser objetivo para alojar nuevas colonias orbitales.
    En el peor de los casos de no tener planetas a la distancia adecuada, orbitarían directamente sobre la estrella en la zona habitable.

    Pero claro… eso sería una forma de vida y una cultura propia, que debería triunfar primero en nuestro sistema solar.

    De momento, ciencia ficción.

    1. Seria poco practico, nada mas pensar en el tiempo que tomaría re enfocar hacia otra estrella, recordando que ese punto esta a un radio de 550 unidades astronómicas. Y todo lo demás son objetivo para siglos en el futuro, aunque en nuestros tiempos esta de moda abandonar proyectos que no sean rentables en el transcurso de una vida humana, y dudo que incluso la humanidad sobreviva un siglo mas de existencia.

    2. Esa distancia es “una nada” en comparación con un viaje interestelar.

      Y si tú no tienes esperanza, pues tú mismo, pero yo creo que en el espacio tenemos el futuro. Es precísamente nuestro “colchón salvavidas”. No porque vayamos a hacer inhabitable nuestro planeta, o por superpoblación, sino porque el espacio ofrece la posibilidad de evolución más o menos separada de grupos de humanos que podrán explorar las múltiples vías de evolución y posibilidad de supervivencia.
      El planeta se nos está quedando pequeño, no tanto por incapacidad para alimentarnos, que hay suficiente, sino porque las distancias planetarias ya se recorren tan fácil que básicamente nos estamos convirtiendo en una única civilización, que comparte un único destino, con el riesgo que supone.

    3. Creo que el ser humano tiene una insaciable sed de conocimiento y buscar “exoplanetas” me parece interesante. Pero tenemos un sistema solar con muchísimos enigmas por desvelar y cuyo estudio puede resultar más práctico y beneficioso que saber que existen planetas en zonas habitables (concepto discutible, pero que en cualquier caso no significa que el planeta sea habitable ni mucho menos que albergue vida) a distancias inalcanzables por nosotros. Pienso, por ejemplo, en lo misteriosa y fascinante que es la atmósfera de Venus, nuestro planeta vecino. Creo que vale la pena envíar allí más sondas y seguir investigándola hasta que sepamos exáctamente cómo es y cómo podemos alterarla. ¿No estamos alterando la atmósfera terrestre con aerosoles y dióxido de carbono? Quizás podamos provocar reacciones químicas en cadena que que disuelvan sus nubes, que hagan la atmósfera de Venus menos hostil… Nuestro futuro está en el espacio cercano. Dejemos a la humanidad del siglo XXX que se curre los viajes interestelares 😉

  6. No solo son las estrellas mas abundantes si no que son tambien las mas longevas y podrian ser ideales para civilizaciones avanzadas que dispongan de fuentes de energia como la fusion.
    A parte de que pueden haber gigantes de gas con exolunas habitables.

  7. Si el planeta no tubiera atmosfera entiendo este planteamiento, pero si la tiene, y tiene oceanos, se intercambiara energia entre ambos lados constantemente en forma de corrietnes de convección. Las diferencias de temperatura no podran ser tan extremas.

  8. Entiendo es que si la cantidad de agua en el planeta es lo suficientemente grande, la altura del lado nocturno sera mucho mayor que el lado diurno.

    Podrian crearse glaciares inmensos adentrandose en el lado diurno?

    Gaizka

    1. Supongo que un planeta de este tipo pasaría por muy distintas fases dependiendo de la cantidad de agua inicial, la masa rocosa, el lugar de formación planetaria y la excentricidad de su órbita.

      Solo modificando levemente los parámetros de los tres modelos básicos iniciales (masa solida > cantidad de agua, similar o menor), la diversidad de escenarios posibles (aún más con el paso del tiempo) podría ser enorme.

      Sería fascinante poder observar estos mundos de cerca, al margen de su habitabilidad, solo por ver sus paisajes.

      Como bien dices, Gaizka, podría ser que viésemos un inmenso y eterno glaciar (una especie de muro al estilo “Juego de tronos” XD) con millones de cascadas, ríos como mares y gigantescas cuchillas de hielo cristalino brillando cual rubíes.
      Supongo que los vientos cálidos crearían una meseta inclinada en las partes más altas… más allá, la pesadilla helada de Sísifo.

      Muy interesante 😀

  9. Haber, una conjetura: si somos realmente fruto de la energia del sol y se encarga de crear finalmente energia para generar inteligencia y seres vivos, se imaginan la cantidad de seres que estaran constituidos a partir de la energia obscura y su materia? No nos equivoquemos, lo que vemos en el espacio es una distorsion que nos entretiene, hay algo mas de fondo que fisicamente pudiera ser explicable algun dia.

  10. Que ganas de que despeguen los nuevos telescopios espaciales cazaplanetas y con sus datos arrojen luz sobre todas estas hipótesis y conjeturas; que epoca tan interesante, como de lejos estará el día en que se anuncie la primera exotierra en zona habitable en la que se detecte agua liquida, saludos!

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Por Daniel Marín, publicado el 25 abril, 2013
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