28 may. 2014

Las súper Tierras podrían ser sólo planetas similares a Neptuno

A partir de la validación del descubrimiento del primer planeta tipo terrestre orbitando a una estrella en una zona donde podría existir agua en estado líquido, Kepler-186f, ha habido un montón de rumores al respecto de si este tipo de planetas es en realidad similar a la Tierra.
Geoff Marcy, un investigador de exoplanetas de la Universidad de California en Berkeley, insta a la comunidad astronómica a mantenerse cautos al respecto del término "zona habitable". Por el momento, la Tierra sigue siendo el único lugar en el Universo que conocemos que tiene vida. Su equipo recientemente escribió sobre el tema en un artículo denominado Occurrence and core-envelope structure of 1–4x Earth-size planets around Sun-like stars”. Dicho artículo ha sido aceptado para su publicación en la revista Proceedings of the National Academy of Science.
"El resultado clave es que los planetas que poseen el tamaño de la Tierra y aproximadamente el doble del tamaño de la Tierra son extraordinariamente comunes", dijo Marcy, cuyo equipo ha descubierto más de 250 planetas alrededor de otras estrellas.

Representación artística de Kepler-186f, el primer exoplaneta validado 
similar en tamaño a la Tierra y en órbita a una estrella dentro de la zona habitable. 
Crédito de la imagen: NASA Ames / SETI Institute / JPL-Caltech.
"Algo así como el 26 por ciento de todas las estrellas similares al Sol tienen un planeta entre el tamaño de la Tierra y el doble del tamaño de la Tierra orbitando a una distancia de la estrella que está dentro de la mitad de la distancia Tierra-Sol."

Exoplanetas cercanos y de tamaños similares al de la Tierra

No sólo los astrónomos pueden detectar estos exomundos, sino que también pueden caracterizarlos. El telescopio espacial Kepler de la NASA permitió a los investigadores medir el diámetro de cada planeta al ver luz que bloquea cuánto éste transita por delante de su primaria. La masa se determina mediante la medición del centro de masas del sistema, a partir del “bamboleo” que experimenta la estrella a causa de los tirones gravitatorios de los demás cuerpos del sistema. Esta última medición se realiza mediante espectroscopía, registrando el corrimiento de las líneas espectrales conocidas al azul y al rojo alternativamente.
Dado que la densidad del planeta no es más que su masa dividida por su volumen, los investigadores son capaces de caracterizar si el planeta es un sólido rocoso, un planeta gaseoso, o formado por hielo o combinaciones de los estados de agregación de la materia.
El trabajo de investigación realizado por Marcy muestra un cambio interesante cuando un planeta es aproximadamente un 50 por ciento más grande que la Tierra. Primos más grandes de nuestro planeta evidencian cantidades crecientes de gas, con densidades más pequeñas. En términos reales, esto significa que estos grandes planetas tienen un núcleo rocoso y están envueltos en inmensas cantidades de gas, de manera similar a lo que ocurre con Neptuno. 

Mudarse a mini-Neptunos

Marcy sostiene que el término "super-Tierra" es engañoso, porque hace que los investigadores crean que estos planetas más grandes serían similares a la Tierra en términos de la gravedad, atmósfera y habitabilidad en general; y ese no es realmente el caso. Además, recomienda abandonar el término súper-Tierra debido a que en realidad no son de ninguna manera parecidos a la Tierra pero más grandes. 

"Francamente no se trata  de eso", dijo Marcy. "Estos son planetas que tienen una gran cantidad de gas. Son parientes mucho más cercanos de Urano y Neptuno en nuestro Sistema Solar, que tienen un núcleo rocoso, pero grandes cantidades de gas y sólo un poco de agua ".

Marcy dijo que el mejor término para estos mundos sería "sub-Neptunos", porque sus estructuras son más similares a Neptuno de lo que serían de la Tierra. Advirtió que los científicos tienen una tendencia a "sobre dramatizar" sus descubrimientos, ya que lo mejor sería la búsqueda y hallazgo de un planeta similar al nuestro.
Dicho esto, los astrónomos descubrieron recientemente un planeta que está cerca del tamaño de la Tierra, que se encuentra dentro de lo que muchos dicen es la región habitable de su estrella. Llamado Kepler-186f, el planeta se encuentra a unos 500 años luz de la Tierra y dentro de un sistema de cinco planetas. Su estrella es una enana roja, que es un poco más fría de lo que es nuestro Sol, pero Kepler-186f está teóricamente lo suficientemente cerca para que el agua se encuentre en estado líquido que en su superficie.

Pero todo lo anterior es sólo teórico, en realidad no se sabe si Kepler-186f posee una estructura similar a la Tierra o más familiar a lo que sería un planeta tipo Neptuno pero de menor masa.

Incluso los procesos por los que la vida surgió están bajo debate. ¿Llegó a ser a través de procesos químicos en la Tierra, o fue transportada a través de cometas y otros cuerpos pequeños? ¿Cómo los aminoácidos se convirtieron en proteínas o el ADN se complejizó? ¿En la propia Tierra fue importante la presencia de la Luna? ¿Tiene la vida que estar siempre basada en el carbono, como ocurre en nuestro propio planeta?
"Si no entendemos cómo la vida comenzó en la Tierra, ¿cómo podríamos saber si la vida podría comenzar alrededor de cualquier otra estrella?", Dijo Marcy.

El valor del estudio de otros planetas

El principal conductor de la investigación de exoplanetas es evaluar la habitabilidad de los mismos. Si la vida no fuera la fuerza impulsora detrás de esa búsqueda, ¿qué otra cosa podrían enseñarnos los planetas? Marcy dice que todavía hay mucho por aprender.
Su estudio muestra dos tipos de pequeños planetas además de la Tierra. Los hay que son un 50 por ciento más grandes, con un núcleo rocoso y mucho gas; y los que son un 50 por ciento más pequeños y puramente rocosos. Marcy tiene una idea de lo que puede hacer que los más grandes tengan gran cantidad de gas, con una atmósfera espesa como lo es Neptuno, que los más pequeños. (El ambiente podría ser uno de los indicadores vinculados a la habitabilidad, aunque Marcy cree que no se puede decir todavía esto con seguridad).

"Tal vez la naturaleza hace que los planetas rocosos del tamaño de la Tierra sean frecuentes, pero en determinado tiempo evolutivo de su sistema, mientras haya gas flotando en la nebulosa planetaria que les dio origen, estos planetas rocosos del tamaño de la Tierra podrían gravitacionalmente atraer algo de ese gas".

Esto significa que los "sub-Neptunos" que Marcy describe podrían ser nada más que planetas similares a la Tierra que se vieron rodeados por el hidrógeno y el helio tardío en su formación. Marcy sugiere que se habría formado el planeta en un proceso de dos pasos: primero fusionándose en algo parecido a la Tierra, y después recoger el manto de gas durante un tiempo.

"La pregunta clave para la astrobiología es qué tan comunes son los planetas que sólo tienen una superficie rocosa desnuda como la Tierra, con una atmósfera muy, muy débil", agregó.

Marcy enmarca la búsqueda de exoplanetas habitables como un desafío a la próxima generación de astrónomos, científicos planetarios, biólogos y químicos moleculares. No es sólo acerca de la búsqueda de planetas como el nuestro, sino también los procesos que conducen a la vida misma.

Pf. Mariano Miguel Lanzi

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