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No sincronización de exoplanetas alrededor de estrellas enanas de clase M

Área: Espacio — Miércoles, 21 de Enero de 2015

Un modelo teórico predice que los planetas de tipo rocoso que orbiten enanas rojas pueden evitar enfrentar siempre un hemisferio a su estrella si poseen una atmósfera.

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Debido al sesgo inherente a nuestros sistemas de detección, la mayoría de los exoplanetas rocosos conocidos orbitan estrellas enanas rojas, estrellas de clase espectral M que son más frías, ligeras y pequeñas que el Sol.
Los planetas en su región de habitabilidad o que estén cerca la estrella pueden ser detectados bien por el método de tránsito o por el de la velocidad radial debido a su pequeño periodo orbital y su pequeña distancia a su sol. Si usamos el método de tránsito, un planeta gemelo a la Tierra necesitaría estar muy bien alineado con nuestra visual y habría que esperar varios años para tener una buena estadística. Y si usamos el método de velocidad radial, la relación de masas de ese planeta con la su estrella es tan pequeña que no hay precisión suficiente en los espectrómetros actuales.
El caso es que estas estrellas de tipo M tienen infancias muy activas que hacen dudar de la posible aparición de vida en planetas que las orbiten porque estarían irradiados e incluso podrían perder sus atmósferas, pero también tienen otros problemas.
Debido a lo frías y pequeñas que son estas estrellas, su región de habitabilidad en donde el agua podría estar en estado líquido es muy estrecha y cercana a la misma.
Si un planeta gira demasiado cerca de su estrella puede terminar con una cara enfrentada permanentemente a la misma. Las propias fuerzas de marea hacen que el planeta vaya sincronizando su periodo orbital con el de rotación, como le pasa a la Luna con la Tierra. Y cuando más cerca está un planeta a su estrella más intensas son las fuerzas de marea. Otro caso lo tenemos con Mercurio, cuyo periodo de rotación es dos tercios de la duración de su año por el mismo motivo.
En un tiempo se creyó que esto provocaría la congelación de la atmósfera en el lado oscuro y la calcinación del lado soleado. Más tarde los modelos mostraron que esto no era así gracias a la circulación atmosférica, que repartiría el calor.
También se propusieron mundos ojo en el que el planeta estaría recubierto por el hielo excepto una zona de la cara soleada. Incluso se propuso que esa zona tendría forma de langosta.
Ahora un nuevo modelo mejora aún más las expectativas de habitabilidad de estos mundos, pues sostiene que estos planetas no enfrentarían una cara a su estrella permanentemente. Esto elevaría la cantidad de posibles planetas habitados en nuestra galaxia.
Según el estudio liderado por Jérémy Leconte, la rotación de estos planetas sería más similar a la de la Tierra de lo que se había pensado, pero con días y noches más largos que los terrestres. No habría un hemisferio permanentemente congelado en la oscuridad.
Este investigador y sus colaboradores llegan a esta sorprendente conclusión a partir de un modelo climático tridimensional diseñado para predecir el efecto de una atmósfera sobre el periodo de rotación, lo que, a su vez, determina el clima. La atmósfera afecta, al parecer, a la rotación de los planetas y puede ser suficiente, según este modelo, para evitar la sincronía en el caso de planetas alrededor de enanas rojas.
La luz de la estrella calienta una cara y no otra, esto produce una diferencia de temperatura tanto entre hemisferios, como entre polos y ecuador, que afecta a la atmósfera. La atmósfera actúa redistribuyéndose y esto recoloca el reparto de su masa por la geografía del planeta gracias a los vientos.
El impacto de este fenómeno es lo suficientemente significativo como para evitar que un planeta se sincronice y enfrente siempre una misma cara a su estrella. Incluso una atmósfera delgada es capaz de producir este efecto.
En el caso de la Luna, al no tener esta atmósfera, la sincronía entonces se da. Por otro lado, en el caso de Venus, al tener una atmósfera tan densa, sus vientos se oponen de tal modo a su rotación que ha hecho que su día casi se iguale a su año. En su caso las fuerzas de marea no sean las culpables.
Este nuevo efecto ahora descubierto no se había tenido en cuenta hasta ahora en la teoría tradicional de la sincronización por efecto de las fuerzas de marea.
En este nuevo estudio se predice que la duración de la rotación de un planeta de este tipo alrededor de una estrella de clase M podría estar entre unas pocas semanas y unos pocos meses.
Este resultado ha sorprendido a los propios investigadores por inesperado y ser tan potente. Pero, indudablemente, tiene implicaciones sobre la habitabilidad de estos mundos. Nuestra galaxia podría tener una vasta cantidad de mundos habitables, pues las enanas rojas son las estrellas más abundantes.
Pero hay otros factores. En este tipo de casos, debido a la cercanía del pozo gravitatorio de su estrella y a la velocidad orbital, se producirían impactos a muy alta velocidad de cometas y asteroides que harían desaparecer su atmósfera. Por el contrario los impactos de cometas y asteroides favorecieron la aparición de vida en la Tierra.
Obviamente todavía no hay pruebas observacionales que apoyen este resultado. Aunque quizás se puedan tener en un futuro. De momento las pruebas directas a favor de la vida en estos mundos son nulas.

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Fuentes y referencias:
Artículo original
Ilustración: NASA Ames/JPL-Caltech.

Salvo que se exprese lo contrario esta obra está bajo una licencia Creative Commons.
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10 Comentarios

  1. Dr. Thriller:

    De hecho, Venus es el planeta con temperatura superficial más homogénea. Respecto a lo de perder atmósfera, si son así de densas no creo que se rayen demasiado. Es que para empezar deberíamos tener un listado de sustancias probables para configurar atmósferas, por lo que sabemos del sistema solar N2 y CO2 parecen ser candidatos principales (como constituyentes principales) sobre todo en mundos de baja gravedad (~la Tierra, más o menos, para abajo), tengo entendido que Venus tiene tanto N2 atmosférico como la Tierra, al menos en su orden de magnitud (es una presión parcial baja en el entorno actual, pero sería similar en uno terrestre). Pero, adonde quiero llegar, no sabemos nada de componentes más exóticos. En tiempos la Sci-Fi especulaba con atmósferas de NH3 p.ej. (pasa que claro, es menos estable que el N2, entre otras cosas), pero desde luego hay infinitas alternativas.

  2. Everaldo Rivera C.:

    Estoy agradecido con ustedes por su trabajo, como para con Dios. Este es un Supernova, que realice por medio del maestro. Zan Zi Wuo, Y mi maestra Chieco. realizado por el arte marcial -Tai Chi Chuan- . El cual recibirá de mi persona un conocimiento mas puro y fresco, para que este planeta sea habitado, y sea correspondido de la misma forma sujeto, al protejerlo de los choques gravitacionales, y desarrollar la panspermia, para una sutil vida en un futuro.
    Gracias. – Mi segundo supernova. de wau para el mundo. La paz.
    Atte: IROT (WAU).

  3. tomás:

    He hecho algún sencillo cálculo y me sale que el Sol atrae a Mercurio con una fuerza unas 67 veces mayor que la ejercida por la Tierra sobre la Luna. Por otra parte su velocidad de traslación es alrededor de 48 veces mayor.
    Naturalmente estos resultados han de estar es relación con los equilibrios newtonianos.
    Por otra parte, si la edad de Mercurio es similar a la de la Tierra, sólo cabe pensar que, al ser posterior la formación de la Luna -si admitimos el choque de Theia-, el movimiento del cúmulo de materiales de acreción que la formó pudo estar condicionado por el ángulo del impacto, de manera que retrasó la rotación del resultado total.
    Es que si no es así, no me explico por qué Mercurio no está ya enfrentado totalmente al Sol y, sin embargo, la Luna sí lo está a la Tierra.

  4. tomás:

    Pues nada, Everaldo, que la paz sea contigo.
    Atontamente: Tomás

  5. lluís:

    Y en al cálculo que has hecho, tomás, ¿Ya has tenido en cuenta la energía del propio campo gravitatorio extra que genera la masa del Sol?. Lo digo porque en la teoría de Newton, la gravitación es solo producida por la masa, pero no por la energía del propio campo gravitatorio.Para esto,tuvo que llegar Einstein.
    Un abrazo, amigo tomás.

  6. lluís:

    Pues nada, Everaldo, que te zurzan, pero en paz.
    Atontamente: Lluís.

  7. tomás:

    Amigo “lluís”:
    Ya hablo, en el segundo párrafo de los “equilibrios newtonianos” y en el primero de “algún sencillo cálculo”. Además escribo: “unas” y “alrededor”. Es decir, mi buen amigo, se trata de una burda aproximación que puede ser errónea -incluso teniendo en cuenta sólo a Newton, por algún error de cálculo a lo que tan aficionado soy-, pero me sirve para justificar mi extrañeza de que Mercurio no esté presentando claramente un sólo hemisferio al Sol. Por otra parte creo que hasta la Nasa calcula con Newton.
    Pero no creas que echo en saco roto tu advertencia. Lo que pasa es que, aunque me recomendaste, ya hace tiempo, que estudiase más matemáticas, lo cierto es que no he tenido tiempo de hacerlo. Los cálculos, con Einstein, pienso que me atrevería pero requieren algo más de tiempo, aunque no excesivo, aunque sí cambiar el “chip”. Y lo que sucede es que tú vives totalmente en ese “chip”, mientras que yo sigo acostumbrado en el más clásico.
    Un fuerte abrazo y toda mi admiración.

  8. lluís:

    Sí, amigo tomás, ya me fijé en eso de los ” equilibrios Newtonianos” y ya me disculparás pero es que me gusta puntualizar las cosas, si se prestan a la puntualización. De todos modos encuentro genial que te lo pases la mar de bien haciendo tus cálculos. En cuanto a que la NASA se basa en Newton en sus cálculos, pues seguramente,como se siguen en la vida cotidiana cuando tratamos con masas y velocidades relativamente pequeñas.Ahora bien es fácil suponer que la NASA haga uso de las pertinentes correcciones relativistas cuando, por ejemplo, deba ajustar tiempos o GPS.
    – En cuanto a mi recomendación de que estudiaras más matemáticas, me acuerdo de ello; la ” recomendación”, fue debida a que dijiste que no dominabas mucho el tema de la teoría de cuerdas y que te pondrías en ello,y te respondí en un comentario, que era una cuestión muy matemática y con unas matemáticas tremendamente complejas, tanto que algunos matemáticos dijeron que ellos no saben hacer esa clase de matemáticas.
    Otro abrazo para ti, amigo tomás.

  9. NeoFronteras:

    ¡Efectivamente! El sistema GPS sólo puede funcionar bien gracias a los cálculos relativistas.

  10. tomás:

    Estamos de acuerdo, “lluís” y Neo. No he tenido tiempo más que de entrar ligeramente en la cuántica y recordar -también un poco- la relatividad. Parece mentira que, estando jubilado, no tenga tiempo de nada. Las obligaciones familiares se llevan el 50 % al menos. Escribir mis inspiraciones -algún cuento y sobre el rumbo y consecuencias de las acciónes humanas-, quizá, el 30. Mi mejor disfrute es estar con vosotros. Al resto llamémosles tiempo propio, que será, a lo sumo, el 5%. Además no se si he contado que tengo un perrito porque a mi padre le hace revivir -posiblemente lo he hecho y me repito. Es igual; no voy a mirarlo- y debo educarlo. Ayer empecé a sacado a las 6 de la mañana; y, con tres salidas más, me está respetando la casa.
    En cuanto a lo del GPS, ya estaba al día -y hasta a la hora en punto-, además de en el lugar exacto donde estoy -es cosa que hago siempre: estar donde estoy-. Ya conoce Dr. Thriller que nada tengo que ver con el gato que no se sabe si está vivo o muerto y casi seguro que podríamos decir que tampoco sabemos si está o no está, (a pesar de haberlo metido en una caja con candado) hasta que no abrimos la caja.
    Pero el resultado de la rotación y traslación de Mercurio no precisa de tanta sofisticación cuando, además, sólo pretende expresar una extrañeza.
    Pues eso; un gran abrazo.

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