NeoFronteras

Núcleos evaporados habitables

Área: Espacio — domingo, 1 de febrero de 2015

Minineptunos en torno a enanas rojas podrían perder la envoltura gaseosa de gases ligeros para dar paso a supertierras con una atmósfera y océanos como la Tierra.

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La caza de exoplanetas, de los cuales ya contamos con más de mil confirmados, ha revelado la gran variedad de planetas que hay. La mayoría de ellos son más grandes que la Tierra, pero más pequeños que Neptuno, pero en nuestro Sistema Solar no contamos con ningún ejemplo de estos planetas.
La realidad es que no sabemos su naturaleza ni cuándo una supertierra pasa a ser una minineptuno. Creemos, eso sí, que la vida tal y como la conocemos no puede surgir en un planeta gaseoso como Neptuno.
También sabemos que las enanas rojas son las estrellas más abundantes, que muchas de ellas tienen planetas y que tiene infancias muy activas y turbulentas que pueden esterilizar cualquier intento de aparición de vida en un planeta a su alrededor. Así que, puede que planetas en la zona de habitabilidad de estas estrellas no solo carezcan de vida, sino además de atmósfera y agua.
Ahora, un estudio teórico realizado por astrofísicos de University of Washington apunta a que los minineptunos gaseosos en torno a enanas rojas podrían perder la envoltura gaseosa de gases ligeros para dar paso a supertierras con una atmósfera y océanos como la Tierra. Esto aumentaría las posibilidades de que hubiera vida en otros lugares de nuestra galaxia.
Un minineptuno tendría una parte central rocosa, pero estaría rodeado por una densa atmósfera de hidrógeno y helio, además de una posible capa de agua. Una atmósfera tan masiva hace que las condiciones de presión y temperatura sobre la superficie rocosa sean incompatibles con la vida.
Una supertierra es mayor que la Tierra y tendría una atmósfera ligera y agua en su superficie compatibles con la vida si está situada en la zona de habitabilidad de la estrella.
La zona de habitabilidad de las enanas rojas está muy próxima a las mismas debido a la escasa cantidad de luz que emiten. Además, esa zona de habitabilidad es muy estrecha. Pero a esa distancia las fuerzas de marea son muy intensas, lo que puede hacer que el planeta enfrente siempre una misma cara a su estrella y que su órbita emigre hacia el interior. Encima, estas fuerzas harían que se calentase el interior del planeta como Io se calienta por efecto de las fuerzas de marea ejercidas por Júpiter. Este calentamiento podría ser excesivo, incluso podría provocar un efecto invernadero desbocado.
Otro problema es la inestable actividad estelar que este tipo de estrellas exhibe en su infancia, con numerosas tormentas solares que irradiarían mucha cantidad de rayos ultravioleta y rayos-X a todo su entorno. Esta radiación erosionaría la atmósfera de un planeta de tipo terrestre en unos pocos cientos de millones de años después de su formación.
Bajo estas condiciones las posibilidades de aparición de vida sobre un planeta de tipo rocoso alrededor de una enana roja son muy escasas.
Sin embargo, la solución a encontrar habitabilidad alrededor de estas estrellas está en empezar con un minineptuno que se ve sometido a todos esos procesos, procesos que le hacen perder gran parte de su atmósfera hasta que se convierte en supertierra.
Al menos es esto lo que predicen los modelos computacionales de este grupo de investigadores.
Los minineptunos se forman lejos de la estrella en donde el hielo se junta con el hidrógeno y helio para formar un planeta gaseoso de atmósfera muy densa con un núcleo rocoso. Las fuerzas de marea hacen que emigre hacia el interior en donde la radiación de la estrella evapora gran parte de su atmósfera. Al final puede obtenerse una atmósfera libre de hidrógeno y queda lo que los autores del estudio denominan “núcleos evaporados habitables”.
Estos núcleos evaporados habitables conservarían cantidades abundantes de agua sobre su superficie por ser el planeta original rico en hielo. A la distancia adecuada, estos mundos podrían cobijar vida, pero para ello sería necesario que se dieran además otras condiciones como una atmósfera adecuada para que haya ciclos de nutrientes a nivel global.
Si el hidrógeno y el helio se pierden demasiado lentamente puede ocurrir que finalmente no se obtenga una supertierra habitable. Si lo hace demasiado deprisa, un efecto invernadero descontrolado puede también dar al traste con la habitabilidad. Así que el proceso de minineptuno a supertierra debe de darse de manera adecuada, pero si se da entonces aumentan las posibilidades de aparición de vida en esos mundos.
El problema de este tipo de estudios es su alta proliferación debido a la falta de resultados experimentales que los restrinjan y delimiten. No tenemos imágenes de ningún planeta en la zona de habitabilidad y, ni mucho menos, espectros de sus atmósferas. Las agencias espaciales no han proporcionado dinero para misiones que lo permitan, pese a que la tecnología ya lo haría posible. Que la respuesta a pregunta de si estamos solos en el Universo no la podamos obtener porque no queremos financiar su resolución es algo absolutamente inexplicable, más si se tiene en cuenta la financiación inútil en otros campos.

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Fuentes y referencias:
Artículo original
Ilustración: Rodrigo Luger / NASA

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

  1. lluís:

    Absolutamente inexplicable, por decirlo suavemente.En realidad es una p***** muy gorda que por falta de financiación no se pueda responder a LA GRAN PREGUNTA. Si se tiene ya una tecnología para ello, es imposible entender que no se financie algo que podría cambiar, incluso, el curso de la humanidad.

  2. NeoFronteras:

    Un libro bonito en donde se explica esto es “Five Billion Years of Solitude: The Search for Life Among the Stars” de Lee Billings.
    En cuanto al dinero, pues seguimos queriendo gastarlo en otro robotito en Marte, un Magallanes II sobre Venus o en una estación espacial en la que los astronautas se toman el pulso y la presión arterial de vez en cuando.
    En todo hay “mafias” y detrás gente que quiere tener un trabajo y vivir. Defienden su parcela y presionan para proteger su futuro.

  3. tomás:

    Creo que “lluís” quiere decir *utada, lo que pasa es que es muy educado. Pero las hay mucho peores. Me refiero a partidas destinadas a armamento o al forro de berlosconis, y otros honorables, aunque, sumando y sumando se alcanzarán cifras que han de ser asombrosas para el conjunto de humildes inútiles que quizá algún día logren pesados cargos.

  4. tomás:

    Estimado Neo:
    ¿No está equivocado el párrafo 2º tras la ilustración? ¿No será: “… ni cuando un minineptuno pasa a ser una supertierra”. que es a lo que se refiere todo el artículo?
    Saludos.

  5. petrus:

    Tal vez la misma Tierra naciera como un minineptuno, un núcleo rocoso con su envoltura de gases, incluida el agua, y al carecer de masa suficiente y empezar a calentar el sol quedó despojada de sus gases ligeros , asomando, finalmente, su núcleo rocoso al que llamamos Tierra. Sería una historia muy bonita y hasta tierna imaginar la tierra primigenia encerrada en su helado saco vitelino azul esperando el abrazo de un sol naciente para alumbrar la vida que llevaba en sus entrañas…
    Por algo el agua terrestre no es el agua de los cometas que conocemos… que son los que mayormente tienen el agua.

  6. NeoFronteras:

    Estimado Tomás:
    Esa frase está bien. A día de hoy no se sabe el umbral masa entre una supertierra y un mineptuno. Todo depende de lo densa que sea su atmósfera y no se sabe con una simple cálculo de densidad global. Sólo cuando la densidad es muy baja se infiere que trata de un planeta gaseoso.

  7. tomás:

    Querido Neo:
    Perdóname que insista al preguntar: ¿puede una supertierra transformarse en un minineptuno? Porque no se trata de si en este momento un objeto de esas características es una u otra cosa o si no somos capaces ahora de distinguir uno de otro.
    Además el escribir “… una minineptuno” me hace sospechar aún más de que se trata de una confusión, desde luego sin importancia.
    Y mil perdones si continuo equivocado.

  8. tomás:

    Muy estimado “petrus”:
    Tienes mucha razón y podemos pensar con alguna dosis de imaginación sensata qué pudo suceder.
    En un principio hubieron de juntarse unos pocos objetos tales como asteoides y cometas, además de polvo que, por acreción, formaron una pequeña masa algo mayor, en principio fría a pesar de que los choques, en alguna ocasión fueran importantes, pero creo que, en general, serían débiles pues se trasladarían en un movimiento de dirección muy similar y estarían bastante próximos. Por otra parte, aunque, lógicamente esa unión generase un poco de calor, se disiparía en el frío espacio rápidamente. Supongo que en esa etapa pudo conservarse el agua aportada.
    Pero llegó un momento en el que la futura Tierra alcanzaría un tamaño en el que la gravedad aceleraría los choques y su número, además de que ya sería capaz de guardar el calor generado. Aquí supongo que el agua que hubiera se perdería por evaporación.
    Y seguimos más o menos así hasta el Hádico, hace unos 4500 Ma, en el que, como su nombre indica, debió seguir siendo un infierno de calor, o sea de fuego abrasador católico cristiano, no del Hades romano que era frío y muy desapacible. Creo que el impacto de Tea fue también por esa época y pudo contribuir a ese ambiente infernal.
    Además he podido leer en National Geographic algo que me parece muy razonable: (www.nationalgeographic.es/noticias/ciencia/la-tierra/como-se-formaron-los-oceanos), en el que se dice que se ha encontrado agua similar a la de la Tierra en el cometa Hartley 2. Dice que el 10% del agua puede provenir de cometas. También dice que, una vez enfriada la superficie terrestre, el agua ya no se evaporaría, lo que resulta muy aceptable.
    También creo que pudo suceder que vapores de agua y dióxido salieran a la superficie tal como caían los asteroides y cometas, al penetrar profundamente y escapar del manto ya formado como expulsiones volcánicas. En ese caso podríamos haber tenido una Tierra algo parecida a Venus que logró liberarse pronto del efecto invernadero quizá por estar más lejos del Sol.
    Bueno ya he imaginado bastante. El caso es que ahora tenemos -aún- un cielo maravilloso.
    Un fuerte abrazo.

  9. petrus:

    Puedo imaginar una tierra rocosa cubierta de gases, H , He , O y otros ligeros, vapor de agua, etc aunque no conozca su cuantía, pero dada la abundancia de ellos tampoco debió ser pequeña. Un pequeño gigante gaseoso, o un enano gaseoso gigantesco, como casi todos al principio. El calor de los choques calentaba la superficie, y disociaba el agua o la evaporaba, llevándola a la atmósfera, una atmósfera que podía tener cientos de kilómetros de altura, rellena de los abundantísimos H, He , O , moléculas de H2O y tal vez NH3 y otros gases. Si el gradiente de temperatura era adecuado, en la alta atmósfera podría subsistir el vapor de agua e incluso condensarse de nuevo, aunque el H y el He se fueran perdiendo hacia el espacio exterior de manera creciente a medida que el planeta perdía su atmósfera y con ella su masa. Cuando la temperatura bajó y la superficie lo admitió el agua condensa y enormes diluvios arrastran el calor sobrante hacia la atmósfera . Con un poco más de agua, la Tierra sería hoy un planeta acuoso, un pequeño Neptuno más, en azul y blanco, cuajado de tormentas y rayos.
    Imaginar es fácil y hasta poético.
    Saludos

  10. David:

    A modo de broma, sobre el tema, podríamos imaginar una hiper Tierra, mas grande que una súper tierra, y una Plus Ultra Tierra, todavía mayor. Un Plus Plus Ultra 2, todavía mas gordo todavía, si cabe. Si se evapora la atmósfera densa de estos planetas tan gordonchos, también estos serian habitables ?no.?

    Por otra parte, ?que zona de habitabilidad, podría tener un Sistema solar, compuesto lo 2, 4, 6, 8, o 10 estrellas.? ?Podrían haber Sistemas Solares compuestos por un mayor numero de estrellas, habitables. ( 50, 100, 1000, yo que se, !1000000!.?

    En cualquier caso, ?que clase de bichos podrán haber en esos mundos de Dios (como reza un dicho popular, en nuestra cultura).? Seria interesante algún día ver documentales de la flora y fauna de esos mundos distantes, como los que echa TVE2, por la tarde, después de comer. Podríamos ver a un Félix Rodrigues de la Fuente galáctico, saliendo por la televisión, hablándonos de todos aquellos maravillosos mundo, y de todo lo que contienen o guardan en su interior.

    Bueno, un comentario divertido y disparatado, de cara a un buen fin de semana.

    Feliz fin de semana a todos, y que lo paseis muy bien.

  11. NeoFronteras:

    Estimado Tomás:
    No, una supertierra no puede transformarse en un minineptuno.

    El problema es que no se sabe si una supertierra es una supertierra o, en realidad, es un minineptuno. Es lo que quiere decir el famoso párrafo. “Pasar” en ese caso no se refiere a transformación, sino a hecho gnoseológico, no el ontológico y tema principal del post.
    El caso es que sin espectro no hay manera de saber si una supertierra es una supertierra o, en realidad, es un minineptuno. Y como no hay telescopios espaciales que puedan tomarlos porque no ha habido financiación entonces no hay espectros y no lo sabemos. Ni siquiera tenemos esos casos en el Sistema Solar.

  12. tomás:

    Pues muchas gracias por la aclaración, querido Neo. El castellano o español es un gran idioma y permite muchas interpretaciones. “Que no ‘pasa’ na”, “que na ‘pasa'”, “‘pasa’ que na”, “na, que no ‘pasa'”, y no sé si puedo poner etc.
    Un abrazo.

  13. David:

    ?Y si hiciéramos detonar en la atmósfera de hidrógeno y otros gases ligeros de Neptuno una bomba termonuclear de fusión,podría transformarse en un núcleo evaporado habitable.?

    Claro que estaría muy lejos del Sol. En ese caso, quedaría la opción de transformar Júpiter en un segundo sol o estrella; o mover Neptuno y Saturno a la zona habitable, en el borde exterior, para cuando, el Sol, antes de transformarse en enana blanca, se trague la Tierra, poder dar el salto a Neptuno o Saturno terraformado.

    Sobre todo, si no va a haber viaje interestelar y colonización y conquista del cosmos, en plan EEUU coloniza el viejo oeste, con los extraterrestres y demás animalitos extra galácticos, como los indios salvajes y malos, que ponen en peligro a la sociedad Occidental y a las cosas buenas que gran a esas tierras. O como cuando granjeros holandeses se establecieron en Sudafica, y posteriormente llegaron los ingleses; y los pobres tuvieron que luchar contra fieras salvajes, e indígenas malos e igualmente salvages, como los cafres, hotentotes y zulúes, que lograron reducir, con el uso de las armas, y la superior inteligencia y tecnología.

    Aunque si vamos a ir así, por el cosmos, en plan Conquista del viejo Oeste, o conquista de sudafricano, como muestran peliculas como Starship Troopers, mejor nos quedamos donde estamos. Para eso yo hoy no salgo a la calle, me quedo en casa. Tiene uno mejores cosas que hacer, que perder el tiempo en majaderías y tonterías. Bastante hemos tenido ya con la historia en la Tierra, como para continuar por un camino similar ahi fuera… Aunque la literatura y cine de Ciencia Ficción, prometan contarnos historias entretenidas y alucinantes sobre el futuro de la humanidad y las maravillas que ahi fuera nos aguardan, cuando estemos preparados para el gran Treck espacial, que parecen anunciar Starship Trooper, de Robert A. Heinlein, Estar Treck, de Gene Rondenberry,(derivado de las revistas pulp, Space opera; e inspirado fuertemente en las novelas de Horario Hornblower, de C S Forester), Estar wars, de Lucas-Spilberg, Flash Cordón, de Alex Raymond.

    Por cierto, ?que diferencias existen entre la space opera (antes fantasía científica), y la Ciencia Ficción.?

  14. NeoFronteras:

    Si hiciéramos explotar una bomba H en un minineptuno no pasaría nada. No es posible una reacción en cadena automantenida porque si se usa hidrógeno y no deuterio no es posible una explosión. Por eso en una bomba H se usa deuteruro de litio y no hidrógeno. Para que haya fusión de hidrógeno debe de transformarse dos protones en dos neutrones, que con otros dos protones se obtiene helio. Pero eso está mediado por la fuerza nuclear débil y se necesita un tiempo. Es la razón por la que el Sol no explota. Además hay ciertas reacciones nucleares catalíticas que lo permiten.
    En una bomba H la fuerza nuclear fuerte lo arrasa todo de golpe y hay explosión, no se necesita fuerza débil.
    Jupiter no puede transformarse en una estrella porque no tiene la masa suficiente como para mantener las condiciones de fusión en su interior.

    La ciencia ficción o la ficción científica son entretenidas e interesantes, pero no son ciencia. A día de hoy no se sabe cómo sería posible el viaje interestelar y, lo más probable, es que no sea posible. El Cosmos está a salvo de humanos.
    Quizás este sea uno de los filtros por los que no nos han visitado.

    Starship Troopers no se puede aguantar ni las primeras 20 páginas.

  15. David:

    Bien, Sr. NeoFronteras, quedo muy contento y muy tranquilo con su explicación. Al final se trataría de confundir deseos con realidad, y la literatura y cine de animación, no deberían salir nunca de ser un medio de entretenimiento mas. Hablar en serio de ello, seria como hablar en serio de la literatura de fantasía, como la de JRR Tolkien, La Dragón Lance, Dungeons&Dragons. Y la ciencia ficción fantastica, que combina los géneros de ciencia ficción y fantasía a la vez.

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