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Enviado por : Heber Rizzo 2006-04-29 01:34:00 Lunas exoplanetarias habitables
Los ambientes propicios para la vida no se limitan únicamente a los planetas parecidos a la Tierra que se encuentran en la zona “Ricitos de Oro”.
La detección directa de planetas tipo Tierra alrededor de estrellas como nuestro Sol deberán esperar hasta el lanzamiento de satélites especialmente dedicados, tales como COROT y Kepler (agendados para 2006 y 2008, respectivamente). Entretanto, algunos investigadores han comenzado a preguntarse si estos gigantes gaseosos extrasolares podrían albergar lunas habitables. Nuestro propio sistema solar posee cuatro gigantes gaseosos, y cada uno de ellos ha sido bendecido con abundancia de satélites. Todas estas lunas son mucho menores que la Tierra, pero seis de ellas podrían calificar como planetas de propio derecho si orbitaran alrededor del Sol: los cuatro satélites galileanos de Júpiter (Io, Europa, Ganímedes y Calixto), Titán en Saturno y Tritón en Neptuno. Se sabe que Europa tiene grandes cantidades de hielo de agua, y Titán presenta una atmósfera espesa. Si nuestro sistema solar no es atípico, muchos de los exoplanetas conocidos poseen también ricos sistemas lunares. Caleb Scharf, director de astrobiología de la Universidad de Columbia, ha estado explorando las condiciones necesarias para que tales lunas sean habitables. Su trabajo reciente investiga las condiciones para que una luna contenga el agua suficiente como para sustentar vida, a temperaturas capaces de sostener actividad biológica.
Bajo condiciones de presión cero, el hielo de agua se sublimará (es decir, se transformará directamente de sólido a vapor) a temperaturas mayores a 170ºK (-103ºC). Esto significa que los proto-planetas ricos en agua deberán formarse relativamente lejos de su estrella, bien por fuera de la “zona habitable” tradicional donde la radiación estelar eleva la temperatura lo suficiente como para la existencia de agua líquida. Es probable también que los gigantes gaseosos se formen en estas heladas regiones, de modo que es muy probable que los exoplanetas conocidos hayan adquirido una o más lunas heladas desde el principio. Estas lunas heladas podrían ser trasladadas más tarde a regiones más cálidas, a medida que el planeta anfitrión migra hacia el interior del sistema. ¿Qué sucederá entonces con el agua? La respuesta depende principalmente del tamaño de la luna. Un satélite o planeta con aproximadamente el 10% de la masa de la Tierra posee la gravedad suficiente como para retener vapor de agua y otros gases en una atmósfera templada. Como contrapartida, Venus posee la gravedad suficiente pero es demasiado caliente como para retener el agua; la velocidad de las moléculas de agua en su atmósfera excede la velocidad de escape del planeta. Los satélites del tamaño de Marte o más podrán, por lo tanto, sustentar tanto atmósfera como agua líquida, si su planeta anfitrión no está demasiado lejos de la estrella. Amasando más calor
Sin embargo, cuando un satélite viaja por una órbita excéntrica alrededor de su planeta, se aproxima y se aleja a intervalos regulares. Por lo tanto, el diferencial gravitatorio cambia ligeramente a medida que el satélite orbita, lo que resulta en una compresión rítmica del núcleo de la luna. En otras palabras, el planeta anfitrión “amasará” la luna como a un trozo de masa de pan. La actividad generará un montón de calor, aún cuando el núcleo del satélite no esté fundido. “Básicamente, se está drenando la energía rotatoria del planeta paterno”, explica Scharf. En el caso de Júpiter, esa energía rotatoria es enorme, más que suficiente como para sustentar indefinidamente niveles moderados de calentamiento por marea. Para mantener la excentricidad de sus órbitas lunares, el exoplaneta ideal tendrá múltiples satélites en sus proximidades (tales como los satélites galileanos de Júpiter). Para ilustrar la potencia de este proceso, Scharf ofrece el ejemplo siguiente: “Si se tomara a Marte y se lo colocara donde Europa está ahora, su temperatura superficial aumentaría en varios grados gracias al calentamiento por marea. Probablemente, esto también reiniciaría su actividad volcánica”. El calentamiento por marea podría dar una inyección extra de energía a las lunas que reciben demasiada poca luz de la estrella del sistema como para descongelarse. Scharf descubrió que, bajo condiciones favorables, un satélite del tamaño de la Tierra podría alcanzar temperaturas habitables a una distancia doblemente mayor que la que hay desde la Tierra al Sol. Sin embargo, en su mayoría, las lunas del sistema solar no son lo suficientemente grandes como para sostener una atmósfera. Ganímedes es la mayor, con aproximadamente 0,025 (1/40) masas terrestres. Por lo tanto, Scharf postula que serán mucho más probables las lunas habitables tales como Europa.
Las temperaturas superficiales de tales lunas deberán ser lo suficientemente bajas como para preservar el hielo aún en ausencia de una atmósfera, pero el proceso de calentamiento por marea podría, potencialmente, calentar al satélite lo suficiente como para crear un cálido océano líquido debajo de la capa de hielo. La evidencia de agua líquida no ha sido descubierta únicamente en Europa, sino también en la luna Encelado de Saturno por la misión Cassini. Nuevamente, se considera que el calentamiento por marea es el culpable. En su artículo más reciente, Scharf analiza las propiedades de 74 exoplanetas, aquellos que están lo suficientemente lejos de su estrella como para que las órbitas de sus satélites permanezcan estables durante varios miles de millones de años. Descubrió que entre el 28% y el 51% de los planetas de su muestra son capaces de albergar lunas tipo Europa con mantos helados y agua líquida, dependiendo del tamaño de los satélites y de la excentricidad de sus órbitas. Cuando se considera la población total de los exoplanetas conocidos, el porcentaje baja hasta un 15% a 27%, lo que todavía resulta bastante favorable. Aún si los sistemas planetarios descubiertos hasta ahora carecen de mundos tipo Tierra, el trabajo de Scharf concluye con un fuerte caso para que los sistemas satelitales de los gigantes gaseosos pudieran también albergar vida. Ben Mathiesen, autor de este artículo, es un astrofísico del Service d'Astrophysique en Saclay, Francia, y propietario de la agencia Physical Science Editing, que ayuda a los investigadores de todo el mundo a lograr los estándares de la escritura nativa en inglés para sus publicaciones académicas. Páginas web relacionadas -- Tierras exóticas -- Planetas extrasolares con órbitas terrestres -- ¿Cuántas Tierras hay por ahí? -- La zona “Ricitos de Oro” Heber Rizzo Baladán Web Site: Physorg.com Artículo: “The Case for Habitable Exoplanet Moons” Autor: Ben Mathiesen Fecha: Abril 27, 2006 | ||||
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