Los descubrimientos de miles de planetas que orbitan estrellas fuera de nuestro sistema solar han hecho que las preguntas sobre la posibilidad de que se forme vida en estos planetas sean de importancia fundamental en la ciencia moderna. Fundamentalmente importante para la habitabilidad de un planeta es si puede o no retener una atmósfera, lo que requiere que la atmósfera no se pierda por completo al principio de la vida del planeta. Un nuevo estudio realizado por investigadores de la Universidad de Viena y del Instituto de Investigación Espacial de la ÖAW en Graz ha demostrado que las estrellas jóvenes pueden destruir rápidamente las atmósferas de planetas similares a la Tierra potencialmente habitables. lo cual es una dificultad adicional significativa para la formación de vida fuera de nuestro sistema solar. Los resultados aparecerán pronto en la revista. Cartas de Astronomía y Astrofísica .

Una de las preguntas más activas y emocionantes de la ciencia moderna es la abundancia de planetas con atmósferas y condiciones superficiales similares a la Tierra y, por lo tanto, el potencial de albergar vida en el universo. Gran parte de la investigación reciente sobre este tema se ha centrado en planetas que orbitan estrellas llamadas M-enanas, que son más pequeñas que nuestro Sol y son el tipo de estrella más numeroso en nuestro vecindario solar.

El principal impulsor de las pérdidas atmosféricas al espacio es la estrella central que orbita el planeta. Las estrellas tienen fuertes campos magnéticos, y estos conducen a la emisión de rayos X de alta energía y radiación ultravioleta. Estos fenómenos se conocen colectivamente como la "actividad" de la estrella. A edades tempranas, las estrellas tienen altos niveles de actividad, y por lo tanto emiten cantidades extremadamente grandes de rayos X y radiación ultravioleta. A medida que las estrellas envejecen sus actividades disminuyen rápidamente. Es importante destacar que para los planetas que orbitan alrededor de enanas M, mientras que las actividades de estrellas como el Sol disminuyen rápidamente después de unos cientos de millones de años, Las enanas M a menudo permanecen muy activas durante miles de millones de años.

La radiación de alta energía es importante porque se absorbe en lo alto de la atmósfera de un planeta, provocando que el gas se caliente. Por la tierra el gas se calienta a temperaturas de más de 1000 grados Celsius en la región superior conocida como termosfera. Esta es la región en la que vuelan naves espaciales como los satélites y la Estación Espacial Internacional. Al orbitar estrellas jóvenes con altos niveles de actividad, las termosferas de los planetas se calientan a temperaturas mucho más altas que, en casos extremos, puede hacer que el gas fluya lejos del planeta. La rapidez con la que se pierden las atmósferas en estos casos no se ha explorado hasta ahora en detalle para planetas similares a la Tierra con atmósferas similares a la Tierra.

Investigadores de la Universidad de Viena y el Instituto de Investigación Espacial de la ÖAW en Graz han calculado por primera vez la rapidez con la que se perdería una atmósfera similar a la de la Tierra en un planeta que orbita alrededor de una estrella joven muy activa. Sus cálculos han demostrado que se producirían pérdidas hidrodinámicas extremas de la atmósfera, lo que lleva a una atmósfera similar a la de la Tierra que se pierde por completo, en menos de un millón de años, que para la evolución de un planeta es casi instantánea.

Estos resultados tienen implicaciones significativas para la evolución temprana de la Tierra y para la posibilidad de que se formen atmósferas similares a la Tierra alrededor de las enanas M. Por la tierra La explicación más probable de por qué no se perdió la atmósfera es que la atmósfera primitiva estaba dominada por dióxido de carbono, que enfría la atmósfera superior emitiendo radiación infrarroja al espacio, protegiéndolo así del calentamiento por la alta actividad del sol temprano. La atmósfera de la Tierra no podría haber estado dominada por el nitrógeno, como es hoy, hasta después de varios cientos de millones de años, cuando la actividad del Sol disminuyó a niveles mucho más bajos.

Más dramáticamente Los resultados de este estudio implican que para los planetas que orbitan estrellas enanas M, solo pueden formar atmósferas y superficies similares a la Tierra después de que los niveles de actividad de las estrellas disminuyen, que puede tardar hasta varios miles de millones de años. Lo más probable es que muchos de los planetas que orbitan estrellas enanas M tengan una atmósfera muy delgada o posiblemente no tengan atmósferas. En ambos casos, La formación de vida en tales sistemas parece menos probable de lo que se creía anteriormente.