¿Hay vida más allá de la Tierra en el cosmos? Los astrónomos que buscan señales han descubierto que nuestra galaxia, la Vía Láctea, está repleta de exoplanetas, algunos con condiciones que podrían ser adecuadas para la vida extraterrestre. Tales mundos orbitan estrellas en las llamadas "zonas habitables, "regiones donde los planetas podrían contener agua líquida que es necesaria para la vida tal como la conocemos.

Sin embargo, la cuestión de la habitabilidad es muy compleja. Investigadores dirigidos por el físico espacial Chuanfei Dong del Laboratorio de Física del Plasma de Princeton (PPPL) del Departamento de Energía de EE. UU. (DOE) y la Universidad de Princeton han planteado recientemente dudas sobre el agua y, por lo tanto, la habitabilidad potencial de exoplanetas citados con frecuencia que orbitan enanas rojas. las estrellas más comunes de la Vía Láctea.

Impacto del viento estelar

En dos artículos de The Cartas de revistas astrofísicas , Los científicos desarrollan modelos que muestran que el viento estelar, el constante flujo de partículas cargadas que se desplazan al espacio, podría agotar gravemente la atmósfera de tales planetas durante cientos de millones de años. haciéndolos incapaces de albergar la vida basada en la superficie como la conocemos.

"La definición tradicional y los modelos climáticos de la zona habitable consideran solo la temperatura de la superficie, "Dijo Dong." Pero el viento estelar puede contribuir significativamente a la erosión a largo plazo y la pérdida atmosférica de muchos exoplanetas, por lo que los modelos climáticos cuentan solo una parte de la historia ".

Para ampliar el panorama, el primer artículo analiza la escala de tiempo de retención atmosférica en Proxima Centauri b (PCb), que orbita la estrella más cercana a nuestro sistema solar, a unos 4 años luz de distancia. El segundo artículo cuestiona cuánto tiempo podrían sobrevivir los océanos en "mundos acuáticos", planetas que se cree que tienen mares que pueden tener cientos de millas de profundidad.

Efecto doble

La investigación simula el impacto fotoquímico de la luz de las estrellas y la erosión electromagnética del viento estelar en la atmósfera de los exoplanetas. Estos efectos son dobles:los fotones en la luz de las estrellas ionizan los átomos y moléculas de la atmósfera en partículas cargadas, permitiendo que la presión y las fuerzas electromagnéticas del viento estelar los lleven al espacio. Este proceso podría causar graves pérdidas atmosféricas que evitarían que el agua que se evapora de los exoplanetas vuelva a llover sobre ellos. dejando que la superficie del planeta se seque.

En Proxima Centauri b, el modelo indica que la alta presión del viento estelar haría que la atmósfera se escape y evitaría que la atmósfera durara lo suficiente como para dar lugar a la vida en la superficie tal como la conocemos. "La evolución de la vida lleva miles de millones de años, “Nuestros resultados indican que los PCb y exoplanetas similares generalmente no son capaces de soportar una atmósfera durante escalas de tiempo suficientemente largas cuando la presión del viento estelar es alta”.

"Solo si la presión es lo suficientemente baja, " él dijo, "y si el exoplaneta tiene un escudo magnético razonablemente fuerte como el de la magnetosfera de la Tierra, que el exoplaneta puede retener una atmósfera y tiene potencial de habitabilidad ".

Evolución de la zona habitable

Lo que complica las cosas es el hecho de que la zona habitable que rodea las estrellas rojas podría evolucionar con el tiempo. La alta presión del viento estelar desde el principio podría aumentar la tasa de escape atmosférico. Por lo tanto, la atmósfera podría haberse erosionado demasiado pronto, incluso si el exoplaneta estuviera protegido por un fuerte campo magnético como la magnetosfera que rodea la Tierra, Dijo Dong. "Además, planetas tan cercanos también podrían estar bloqueados por mareas como nuestra luna, con un lado siempre expuesto a la estrella. El débil campo magnético global resultante y el constante bombardeo del viento estelar servirían para intensificar las pérdidas de atmósfera en el lado que mira hacia las estrellas ".

Volviendo a los mundos acuáticos, los investigadores exploraron tres condiciones diferentes para el viento estelar. Estos iban desde:

• Vientos que hoy golpean la magnetosfera de la Tierra.
• Antiguos vientos estelares que fluyen desde jóvenes, Estrellas parecidas al Sol que tenían apenas 600 millones de años de edad, como un niño pequeño, en comparación con la edad del Sol de 4.600 millones de años.
• El impacto en los exoplanetas de una tormenta estelar masiva como el evento Carrington, que eliminó el servicio de telégrafos y produjo auroras en todo el mundo en 1859.

Las simulaciones ilustraron que el viento estelar antiguo podría causar que la tasa de escape atmosférico sea mucho mayor que las pérdidas producidas por el viento solar actual que llega a la magnetosfera de la Tierra. Es más, la tasa de pérdida para eventos de tipo Carrington, que se cree que ocurren con frecuencia en estrellas jóvenes similares al Sol, se encontró que era aún mayor.

"Nuestro análisis sugiere que tales eventos climáticos espaciales pueden resultar ser un factor clave de las pérdidas atmosféricas para los exoplanetas que orbitan una estrella joven activa similar al Sol, "escriben los autores.

Alta probabilidad de océanos secos

Dada la mayor actividad de las estrellas rojas y la ubicación cercana de planetas en zonas habitables, Estos resultados indican la alta probabilidad de superficies secas en planetas que orbitan alrededor de estrellas rojas que alguna vez pudieron haber albergado océanos que podrían dar a luz. Los hallazgos también podrían modificar la famosa ecuación de Drake, que estima el número de civilizaciones en la Vía Láctea, reduciendo la estimación del número medio de planetas por estrella que pueden albergar vida.

Los autores del documento de PCb señalan que predecir la habitabilidad de los planetas ubicados a años luz de la Tierra está, por supuesto, lleno de incertidumbres. Misiones futuras como el telescopio espacial James Webb, que la NASA lanzará en 2019 para observar la historia temprana del universo, por lo tanto, "será esencial para obtener más información sobre los vientos estelares y las atmósferas de exoplanetas, "dicen los autores, "allanando así el camino para estimaciones más precisas de las pérdidas atmosféricas inducidas por el viento estelar".

Los científicos detectan mundos potencialmente habitables con regularidad. Recientemente, un planeta del tamaño de la Tierra recién descubierto que orbita Ross 128, una estrella enana roja que es más pequeña y más fría que el sol ubicada a unos 11 años luz de la Tierra, fue citado como candidato de agua. Los científicos notaron que la estrella parece estar inactiva y de buen comportamiento, no arrojar bengalas y erupciones que puedan deshacer las condiciones favorables a la vida.

Colaborando con Dong en el artículo de PCb estaban físicos de la Universidad de Harvard, el Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica, la Universidad de California, Los Angeles, y la Universidad de Massachusetts.