La zona de Venus

A la hora de estudiar los planetas que existen alrededor de otras estrellas nos topamos sin falta con el famoso concepto de zona habitable, esa región donde un planeta rocoso con atmósfera puede tener agua líquida en su superficie de forma estable. La extensión de la zona habitable varía con el tipo de estrella y su edad, además del modelo teórico empleado. Entonces, ¿cómo saber si un planeta está en la zona habitable o no? Es complicado, pero para complicar las cosas, y de acuerdo con la mayoría de modelos, la Tierra se encuentra en el borde interior de la zona habitable del Sistema Solar. Por lo tanto, un ligero error en el cálculo de la órbita de un exoplaneta (algo inevitable teniendo en cuenta los pocos datos que tenemos sobre la inmensa mayoría de estos mundos) puede hacernos creer que estamos ante una exotierra cuando en realidad no es así. Y viceversa.

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Límites de la Zona de Venus y la Zona Habitable en función de la distancia a la estrella y el flujo (y tipo) de estrella (Stephen R. Kane et al.).

Pero esto no es todo. Venus tiene casi el mismo tamaño que la Tierra, pero no es ni de lejos un planeta habitable. Más bien es todo lo opuesto a un planeta habitable que podemos imaginar. Es decir, resulta fundamental poder distinguir un exovenus de una exotierra. Para ello necesitamos definir una ‘zona de Venus’, o sea, la región interior a la zona habitable de una estrella. En la zona de Venus un planeta terrestre con atmósfera bien sufriría un efecto invernadero desbocado -como Venus- o bien perdería su atmósfera por completo. Eso sí, primero debemos definir qué es un planeta terrestre: una posible definición englobaría a todos aquellos mundos con un tamaño entre 0,5 y 1,4 veces el de nuestro planeta. Por encima de este tamaño un planeta tiende a ser un minineptuno, mientras que por debajo carece de la gravedad suficiente como para mantener una atmósfera densa de forma estable. A continuación debemos concretar los límites de la zona. El límite exterior es obvio: coincide con el límite interior de la zona habitable, ¿pero y el interior? Como solución de compromiso elegimos una frontera donde la radiación ultravioleta y de rayos X procedente de la estrella provoque la desaparición de su atmósfera. Este límite se halla a una distancia variable dependiendo del tipo de estrella y su edad, pero en cualquier caso coincide con la zona donde el exoplaneta recibe un flujo incidente igual a 25 veces el que recibe la Tierra.

Todo esto no dejaría de ser  nada más que un bonito ejercicio teórico si no fuera porque ya disponemos de datos que nos permiten calcular la frecuencia de planetas fuera de nuestro Sistema Solar. Gracias al telescopio espacial Kepler tenemos una base de datos gigantesca sobre la frecuencia de exoplanetas de distintos tamaños detectados por el método del tránsito. Puesto que los exovenus son más fáciles de detectar mediante este sistema que las exotierras -están más cerca de su estrella-, resulata más sencillo calcular la frecuencia de mundos similares a Venus.

¿Y cuál es esta frecuencia? Pues analizando los candidatos a planetas de Kepler se han descubierto 43 exovenus en potencia. Si extrapolamos estos resultados, eso significa que el 32% de las estrellas de tipo M -enanas rojas- tendría un exovenus a su alrededor, mientras que este porcentaje aumentaría hasta el 45% en las estrellas de tipo solar (tipos G y K). La distintas frecuencias pudieran ser reales o quizás se trate de un artificio debido al error en los datos, que es mayor para las estrellas de tipo solar.

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Candidatos a exovenus (círculos) y exotierras (triángulos) descubiertos hasta la fecha (Stephen R. Kane et al.).

Naturalmente, hay otros efectos a tener en cuenta que pueden provocar que un exoplaneta sea como Venus o como la Tierra. Por ejemplo, la presencia de nubes es un factor decisivo. Las nubes de agua hacen que un planeta pueda ser habitable a pesar de estar en el interior de la zona de Venus y fuera de la zona habitable. Por el contrario, las nubes de dióxido de carbono son capaces de ‘mover’ la zona habitable hacia el exterior. Otros factores son el periodo de rotación o la inclinación del eje del planeta (contrariamente a lo que uno pudiera pensar, inclinaciones altas favorecen la extensión de la zona habitable).

Sea como sea, la frecuencia de exovenus en nuestra Galaxia estimada a partir de los datos de Kepler, aunque preliminar -se incluyen mundos candidatos no confirmados-, coincide aproximadamente con la frecuencia estimada de exotierras (aunque por el momento el error es mucho mayor en este último caso). O dicho de otra forma, la cantidad de mundos en la zona de Venus en nuestra Galaxia podría ser aproximadamente similar al número de planetas en la zona habitable. Curioso, ¿no?

Referencias:



13 Comentarios

  1. en realidad, si relees los datos preliminares del Kepler, basados en parámetros conservadores sobre lo que es un planeta terrestre y lo que es la zona habitable (definición de Kasting), la frecuencia de exotierras potencialmente habitables disminuye al 5.5%, siendo por tanto más probables los exoVenus que las exoTierras.

    http://foros.astroseti.org/viewtopic.php?f=5&t=9097#p132718

    Todo los datos son preliminares, claro, y depende de los parámetros supuestos.

  2. Interesante, entonces si Venus y la Tierra hubieran intercambiado sus posiciones al inicio del desarrollo del sistema solar, sería probable que la Tierra fuera un horno a presión y Venus un acogedor paraiso idoneo para la vida…? pero que hay de detalles como la carencia de campo magnético de Venus que llevo a la perdida de casi todo su agua o el plausible evento cataclísmico q hizo frenar su rotación, ¿y si Venus tuviese agua, girase con una frecuencia similar a la tierra y tuviese un campo magnético? Sería posible que un manto de nubes de agua diese lugar a un planeta templado y vaporoso? O y si la tierra no hubiera sido capaz de superar la fase bola de nieve y se hubiese atascado en una era glacial perpetua?
    Y las migraciones planetarias? o la excentricidad de las orbitas? que hay de las posibles superlunas alrededor de gigantes gaseosos calentadas por efectos de marea o sus posibles eclipses? y tantos otros factores?
    Porque se busca acotar un equilibrio tan delicado como la habitabilidad con una franja sobre plano?
    Gracias

    1. La cuestión del campo magnético es tan importante como la de la intensidad de la radiación recibida por el planeta, porque sin campo magnético la atmósfera del planeta es destruida por la radiación de la estrella aunque dicha radiación sea la adecuada para la vida. Así que si Venus tuviese campo magnético no tendría la temperatura infernal que tiene ahora, no se si tendría la óptima para la vida, pero sin duda sería más templada. Y si la Tierra no tuviera campo magnético creo que habría seguido el mismo camino que Venus, a pesar de estar en la zona habitable.

    2. nom sabemos nada con seguridad, todo son conjeturas. La rotación lenta podría deberse a su atmósfera en superrotación (ahora mismo es la teoría que mejor casa con los datos, mannana ya veremos). La pérdida atmosférica en Venus es casi similar a la terrestre globalmente, lo que se cree es que ha perdido el *agua*, Pero tampoco está claro el mecanismo, se piensa que se debe a la carencia de magnetosfera, pero es otra hipótesis sin pruebas por ahora.

      1. Efectivamente lo que se ha perdido en Venus es el agua, pero en concreto se ha perdido el H del agua, mientras que se quedó el O retenido por la gravedad al ser más pesado. Eso presumiblemente dio lugar a la combinación del O con el C formando la atmósfera actual compuesta prácticamente de CO2, es decir, la destrucción de la atmósfera original. También provocaría la ausencia de tectónica de placas, al no haber agua que lubrique las zonas de contacto entre placas.
        Si la fotodisociación del agua fue debida a la ausencia de magnetosfera, o solamente a la radiación recibida por la cercanía al Sol, no está aclarado del todo, pero se supone que, si sólo fue debido a la radiación, estando la Tierra no mucho más lejos que Venus del Sol podría haber sufrido esa misma pérdida de H2O, y no lo ha hecho.

        1. No, no xD. Se perdió el H y el O, lo que sucede es que la pérdida tiene una diferenciación isotópica, el H remanente está mucho más enriquecido en D (deuterio) que el terrestre, se piensa entonces en buena lógica que el H ha escapado al espacio, dado que es el único mecanismo que se nos ocurre para esta «gravimetría». Posiblemente también ha pasado igual con el O, pero los datos no son tan concluyentes porque hay muchas más variables. Pero todo esto no es definitivo, ahora mismo el H atmósferico de Venus está tanto como H2O como H2S como H2SO4 y muchos más compuestos, se necesita un análisis exhaustivo para concluir que esto es correcto, y aún así, sigue siendo una hipótesis.

          También parece claro que Marte en el pasado tuvo una atmósfera más densa (y un campo que funcionó los primeros millones de años), de ahí se infiere que el campo magnético protege de una pérdida de elementos ligeros por parte del viento solar. Podría ser así, podría no ser así, e incluso siendo así, podría haber más mecanismos en juego y este tener un peso desconocido.

          Todo esto se fundamenta en unos paradigmas y unos datos que ahora no están tan claros como hace 20 años. Ahora sabemos que la Tierra tiene mucha más agua de la que pensábamos (en su manto, hidratando), y que este agua más que probablemente sea toda de origen interno, no aportada por cometas (que pudieron aportar también, no sabemos cuánta), no hay razones para pensar que Venus no tuviese una composición similar, por tanto ahora hay que asumir que la pérdida de agua en Venus tuvo que ser colosal, y se antoja muy complicado que la erosión del viento solar haya podido ser tan contundente.

          En astronomía la ignorancia es cósmica. Vas a una biblioteca, miras un libro de los años 70, y lees que el consenso entonces era que los anillos de Saturno eran recientes, no más de 3 millones de años. Después se descubrieron sistemas de anillos en todos los planetas jovianos y uranianos, los últimos datos apuntan a que los anillos son tan antiguos como el propio Saturno.

          Sacar conclusiones desde la ignorancia es un deporte arriesgadísimo. Hay que hacerlo, porque hay que tirar por algún sitio, pero nunca sin perder de vista que la ciencia tiene verdades consolidadas… e hipótesis. Y no son lo mismo en absoluto.

  3. Hola Daniel este comentario no tiene nada que ver con este tema ,sino para decirte que hoy a eso de la 6 de la mañana he sido testigo de la caída de un meteoro yo estaba trabajando con mi compañero en un camión de sanguesa (navarra a Javier (Navarra).
    Tal vez no sería mayor que una pelota de tenis pero vimos una luz que era mas brillante que la luna llena y en apariencia devia estar bastante alto por que el suceso duro unos 10 segundos hasta que se perdió por detrás de una colina.
    Te comento esto porque como astrofísico estarás al tanto de todo lo que cae , pero para mi es lo mas impresionante que he visto con estos ojos .
    Sin mas me despido de ti por tu estupenda pagina.
    Un saludo

  4. Perdón por el off-topic.
    Escribo este comentario… Como una muestra de gratitud hacia toda esta «pequeña gran familia», por llamarla de algún modo, que se ha formado alrededor de este blog, para mí uno de los mejores momento del día es cuando consulto Eureka y veo un post reciente con muchos comentarios, me pongo a leerlos analizarlos e intentar sacar las diversas opiniones respecto a muchos y diversos temas.
    Gracias a toda esta «comunidad», he podido saciar mi curiosidad sobre diversos temas de los cuales no encontraba respuesta en ningún otro lugar, y gracias a eso, he podido asentar las bases de un pequeño proyecto en el que estoy trabajando, que intento llevar lo más cerca posible de la realidad, salvo por algún que otro detallito, así que gracias a todos, desde Daniel hasta cualquiera que haya descubierto este blog recientemente, por expansionar un poco más mis limites intelectuales.
    Y por si alguno está interesado en leer este pequeño relato que estoy empezando, aquí abajo os dejo el link.
    http://lacaidadivina.blogspot.com.es/
    Un saludo.

  5. De todas maneras en lo que se refiere a planetas habitables siempre queda la opción de mundos desérticos con poca agua, que al tener poca agua -el artículo me parece que está en este blog- tienen una zona habitable mucho más amplia que los mundos ricos en agua. Quizás por eso resulten ser los planetas habitables más abundantes.

    @javier: la semana pasada volviendo a casa vi también uno. Vi algo brillante con el rabillo del ojo y me dio tiempo de ver una estrella muy brillante -bastante más que Venus- dejando una estela de humo detrás que duró unos segundos. Espectacular, como una vez observando con el telescopio, ver un resplandor muy fuerte en el campo visual y en los alrededores que duró unos segundos, asustarse pensando que era alguien con una linterna, y luego descubrir que fue un meteoro muy brillante visto por bastante más gente.

  6. Yo soy de los que pienso que vivimos en un autentico oasis cósmico. Estoy convencido que existen civilizaciones inteligentes en otros sistemas pero por desgracia en cantidades ínfimas, en la galaxia si tenemos en cuenta que en la vía láctea hay entre 100.000-150.000 millones de estrellas no hace falta hacer cálculos para averiguar que no estamos solos como civilización pero que debe haber una enorme cantidad de planetas muertos comparada con los ínfimos planetas habitables es obvio tan solo es mi opinión. Para ejemplo nuestro sistema Solar de 8 planetas «9 si contamos al degradado Plutón aunque yo sigo contándolo como el 9» la Tierra es el único habitable……..si trasladamos esa equivalencia al resto de posibles sistemas con las correspondientes variaciones existentes nos podemos hacer una idea, es más si tantas civilizaciones existieran ¿Cómo es posible que en 4.500 millones de años de evolución no nos haya visitado ninguna?. Más nos vale mimar a nuestro planeta azul pues no tenemos ningún lugar donde ir.

    1. el tema es q de los 4.500 millones de años de la tierra…nuestra civilizacion,con cierta capacidad de ir al espacio no tiene mas de 60 años…(imagino vida inteligente,lo q nosotros eramos en el 1800,en algun planeta de alfa centaury…tb se deben preguntar por q no nos visita nadie…nosotros q estamos mas cerca,quizas pasen 500 años para q podamos mandar alguna sonda tripulada a alfa centauri…eso con suerte,estaremos aca dentro de 500 años???)…

      el tema tb es q si uno lee historia,se dara cuenta q las civilizaciones se comportan como un organismo biologico…nacen,se desarrollan y finalmente mueren…por ej.,los egipcios q construyeron las piramides,eran una civilizacion sofisticada…en su epoca de apogeo,habran pensado q su civilizacion iba a implosionar???…seguramente no…

      sumerios,asirios,egipcios,hititas,griegos,persas,etc etc etc…fueron civilizaciones q terminaron implosionando…mas aca,el imperio britanico parecia de piedra,con vastos recursos economicos y militares…no duro mas de 150 años…

      hablando de la actual civilizacion,podriamos llamarla «civilizacion americana»…es la unica con capacidad militar,tecnologica y economica para salir del sistema solar…q esta pasando???…algunos analistas sugieren q esta empezando a resquebrajarse,la crisis economica,las guerras fallidas.el ascenso de china,etc…es decir,esta civilizacion americana con suerte no durara mas de 100 años…

      extrapolemos lo q sabemos sobre civilizaciones en la tierra…a la galaxia…duraran lo suficiente como para q puedan «visitar» vastos lugares de la galaxia???…y digo vastos…es muy improbable q descubramos vida inteligente en las 100 estrellas mas cercanas a la tierra…o sea,deberiamos viajar miles de años luz quizas,para «visitar» a alguien…

      alguien dira «debe haber una civilizacion q dure millones de años y nos haya podido visitar»…aca volvemos a los ejemplos de civilizacion en la tierra…ninguna de nuestras civilizacion a traves del tiempo se creo en base a la «paz»…todas se desarrollaron a partir del arte de la guerra…guerras internas o con otros pueblos cercanos…o sea,podriamos inferir q civilizaciones galacticas,tb deberian haber sido civilizaciones guerreras para poder obtener un desarrollo tecnologico sofisticado q le permita viajar a traves del espacio…

      si hubiesen sido civilizaciones «pacificas»…q necesidad hubiesen tenido de construir misiles intercontinentales???…q recuerdo,la soyuz q llevo a gagarin al espacio…ERA UN MISIL DESARROLLADO PARA LLEVAR CABEZAS NUCLEARES…NO HOMBRES AL ESPACIO…

      con todo esto…alguna supuesta civilizacion galactica…habra sobrevivido los suficiente como para podernos «visitar»???…o las guerras,internas y externas…los cataclismos naturales,un meteorito o calentamiento global,etc…la habra borrado de la faz de su planeta antes de q pueden explotrar vastas regiones del espacio???…

      nuestra llamada civilizacion occidental.la unica por el momento con cierta capacidad explortoria…sobrevira los proximos 100-500 años hasta obtener la capacidad de «visitar» a alguien???…visto como estan las cosas…es bastante dificil…

      quizas en la tierra y su historia de civilizaciones este la respuesta a «por q no nos visito nadie»…

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Por Daniel Marín
Publicado el ⌚ 15 septiembre, 2014
Categoría(s): ✓ Astronomía • Exoplanetas • Sondasespaciales