¿Cuánto tiempo podría un rocoso, ¿Sería habitable un planeta parecido a Marte si estuviera orbitando una estrella enana roja? Es una pregunta compleja, pero una que la misión Mars Atmosphere and Vollatile Evolution de la NASA puede ayudar a responder.

"La misión MAVEN nos dice que Marte perdió cantidades sustanciales de su atmósfera con el tiempo, cambiando la habitabilidad del planeta, "dijo David Brain, co-investigador de MAVEN y profesor en el Laboratorio de Física Atmosférica y Espacial de la Universidad de Colorado Boulder. "Podemos usar Marte, un planeta del que sabemos mucho, como laboratorio para estudiar planetas rocosos fuera de nuestro sistema solar, de la que no sabemos mucho todavía ".

En la reunión de otoño de la American Geophysical Union el 13 de diciembre, 2017, en Nueva Orleans, Luisiana, Brain describió cómo los conocimientos de la misión MAVEN podrían aplicarse a la habitabilidad de planetas rocosos que orbitan otras estrellas.

MAVEN lleva un conjunto de instrumentos que han estado midiendo la pérdida atmosférica de Marte desde noviembre de 2014. Los estudios indican que Marte ha perdido la mayor parte de su atmósfera en el espacio a lo largo del tiempo a través de una combinación de procesos químicos y físicos. Los instrumentos de la nave espacial fueron elegidos para determinar cuánto contribuye cada proceso al escape total.

En los últimos tres años, el Sol ha pasado por períodos de mayor y menor actividad solar, y Marte también ha experimentado tormentas solares, erupciones solares y eyecciones de masa coronal. Estas condiciones variables le han dado a MAVEN la oportunidad de observar cómo el escape atmosférico de Marte aumenta y disminuye.

Brain y sus colegas comenzaron a pensar en aplicar estos conocimientos a un hipotético planeta similar a Marte en órbita alrededor de algún tipo de estrella M, o enana roja, la clase de estrellas más común en nuestra galaxia.

Los investigadores hicieron algunos cálculos preliminares basados ​​en los datos de MAVEN. Al igual que con Marte, asumieron que este planeta podría estar ubicado en el borde de la zona habitable de su estrella. Pero debido a que una enana roja es en general más tenue que nuestro Sol, un planeta en la zona habitable tendría que orbitar mucho más cerca de su estrella que Mercurio del Sol.

El brillo de una enana roja en longitudes de onda ultravioleta (UV) extremas combinado con la órbita cercana significaría que el planeta hipotético sería golpeado con aproximadamente 5 a 10 veces más radiación UV que el Marte real. Eso aumenta la cantidad de energía disponible para alimentar los procesos responsables del escape atmosférico. Basado en lo que MAVEN ha aprendido, Brain y sus colegas estimaron cómo responderían los procesos de escape individuales al aumentar la radiación ultravioleta.

Sus cálculos indican que la atmósfera del planeta podría perder de 3 a 5 veces más partículas cargadas, un proceso llamado escape de iones. Se podrían perder entre 5 y 10 veces más partículas neutras a través de un proceso llamado escape fotoquímico. que ocurre cuando la radiación ultravioleta rompe las moléculas en la atmósfera superior.

Debido a que se crearían más partículas cargadas, también habría más chisporroteo, otra forma de pérdida atmosférica. La pulverización ocurre cuando las partículas energéticas se aceleran hacia la atmósfera y golpean las moléculas, pateando a algunos de ellos al espacio y enviando a otros a estrellarse contra sus vecinos, como lo hace una bola blanca en un juego de billar.

Finalmente, el planeta hipotético podría experimentar aproximadamente la misma cantidad de escape térmico, también llamado escape de Jeans. El escape térmico ocurre solo para moléculas más ligeras, como el hidrógeno. Marte pierde su hidrógeno por escape térmico en la parte superior de la atmósfera. En el exo-Marte El escape térmico solo aumentaría si el aumento de la radiación ultravioleta empujara más hidrógeno a la superficie de la atmósfera.

En total, las estimaciones sugieren que orbitando en el borde de la zona habitable de una estrella silenciosa de clase M, en lugar de nuestro sol, podría acortar el período habitable del planeta en un factor de aproximadamente 5 a 20. Para una estrella M cuya actividad aumenta como la de un demonio de Tasmania, el período habitable podría reducirse en un factor de aproximadamente 1, 000, reduciéndolo a un mero parpadeo en términos geológicos. Las tormentas solares por sí solas podrían azotar el planeta con explosiones de radiación miles de veces más intensas que la actividad normal de nuestro Sol.

Sin embargo, Brain y sus colegas han considerado una situación particularmente desafiante para la habitabilidad al colocar a Marte alrededor de una estrella de clase M. Un planeta diferente puede tener algunos factores atenuantes, por ejemplo, procesos geológicos activos que reponen la atmósfera hasta cierto punto, un campo magnético para proteger la atmósfera de ser despojada por el viento estelar, o un tamaño más grande que le da más gravedad para retener la atmósfera.

"La habitabilidad es uno de los temas más importantes de la astronomía, y estas estimaciones demuestran una forma de aprovechar lo que sabemos sobre Marte y el Sol para ayudar a determinar los factores que controlan si los planetas de otros sistemas podrían ser adecuados para la vida. "dijo Bruce Jakosky, Investigador principal de MAVEN en la Universidad de Colorado Boulder.