Nuevos mundos ¿Será alguno válido para nosotros en el futuro?

                    Descubrimos nuevos mundos orbitan a enana roja

                  Descubrimos nuevo mundo orbitando a estrella amarilla como el Sol

     Descubrimos nuevos sistemas planetarios con mundos en zonas habitables

Los casi 4000 planetas descubiertos en unos 3000 sistemas planetarios presentan una extraordinaria variedad tanto en las propiedades de sus componentes (número y características de las estrellas y de los planetas que orbitan a su alrededor) como de su arquitectura (periodos orbitales). El siguiente paso en la exploración es la identificación de aquellos sistemas que incluyan planetas semejantes a la tierra situados en las zonas de habitabilidad. Sin embargo, el desafío va mucho más allá y nos abre nuevos interrogantes sobre la posibilidad de expansión humana, los hitos necesarios para convertirla en una realidad y la propia necesidad de este salto más allá de nuestro planeta.

La diversidad de los sistemas planetarios

Un exoplaneta, o planeta extra solar, se caracteriza por orbitar alrededor de una estrella o remanente (bien un agujero negro, una estrella de neutrones o una enana blanca) y por no haber fusionado deuterio (o cualquier otro elemento, de manera que emite energía, esta no proviene de reacciones termonucleares) en ningún estadio de su evolución. Para una composición tipo solar, implica tener una masa inferior a 1.3 masas de Júpiter, unas 4131 veces la masa de la Tierra. La unión astronómica internacional estableció una definición más estricta en el caso del Sistema Solar en su asamblea general del año 2006, según la cual debe:

A) Orbitar alrededor del Sol;

B) Poseer suficiente masa como para que su propia gravedad domine la fuerzas presentes como cuerpo rigido, encontrarse en equilibrio hidrostático y, por tanto, adoptar una forma aproximadamente esférica:

C) Ser el objeto claramente dominante en su vecindad, habiendo limpiado su órbita. Hasta la fecha se han confirmado o validado casi 4000 en las proximidades del Sol.

Nuestra galaxia, la Vía Láctea contiene unos 200.000 millones de estrellas y todas las incidencias apuntan a que la mayoría contienen planetas. De esta enorme cantidad de estrellas, una buena proporción son estrellas del tipo G2V mediana y amarilla, como nuestro Sol. Y muchas de ellas, estarán situadas de manera conveniente y a las distancias adecuadas de algún planeta que la orbite, de manera tal, que en dicho planeta existan las condiciones apropiadas para que la vida esté presente.

La primera conclusión general que se puede extraer de los estudios estadísticos de planetas es que existe una impresionante e inesperada diversidad. A modo de ejemplos, se han identificado objetos que orbitan alrededor de tres estrellas, otros que tienen una atmósfera de compuestos metálicos, supertierras con estructuras internas similar a Mercurio, exoplanetas de tamaños menores que el benjamín del Sistema Solar, planetas que giran muy próximos a sus estrellas gigantes y que modifican su forma, e incluso que se han formado a partir del material proporcionado por la destrucción de una estrella y que giran alrededor de otra estrella de neutrones.

Las estrellas de neutrones se forman cuando una estrella de 3/4 masas solares agota el combustible nuclear de fusión y se contrae sobre sí misma hasta degenerar los neutrones como consecuencia del Principio de Exclusión Pauli.

Un buen ejemplo es el caso del Sistema HD131399, se compone de una estrella más caliente que el Sol y un sistema binario con componentes más rojas y débiles.

La estrella dominante identificada por la letra A tiene una temperatura superficial de 9130 ºC y una masa casi dos veces la del Sol. Las otras dos estrellas denominadas B y C y separadas entre sí por 10 unidades astronómicas (siendo una unidad astronómica la distancia media de la Tierra al Sol y equivale a 150 millones de kilómetros aproximadamente). Tienen temperaturas de 4620 ºC y 3187 ºC ambas estarían separadas de la componente principal A por una distancia de 300 unidades astronómicas. La componente A posee un planeta cuyo periodo orbital estaría entre 400 y 700 años terrestres, dado que la distancia que los separa es de unas 80 unidades astronómicas. En último caso, aún más exótico, se encuentra el púlsar PSR B1257+12 .

Una estrella de neutrones, un estado que representa el final de estrellas más masivas que el Sol. A comienzos de la década de los 90 del siglo pasado se descubrieron varios planetas de masa similar a la Tierra que orbitaban a su alrededor, y que se habrían formado con el material resultante de la explosión de una supernova que dio lugar a la generación de la estrella de neutrones.

El grial de la habitabilidad planetaria lo tenemos representado en nuestro Sistema Solar por el Sol y la Tierra. El Sol es un factor esencial en la habitabilidad de la Tierra, que recibe una media de 1 366W-m_² de radiación solar. Esta irradiación, entre otros factores, permite que el agua se encuentre en estado líquido, una condición que se asume que es indispensable para la actividad biológica, y resulta de la separación entre ambos astros. En los sistemas planetarios la zona de habitabilidad se define como el rango de distancias orbitales en donde un planeta podría contener agua líquida. Su tamaño y localización dependen de la masa de la estrella, su edad y su luminosidad. En cualquier caso, como ocurre con la Tierra, otras causas pueden ser determinantes, tanto endógenas (con posición del planeta, características atmosféricas, presencia de campo magnético y de actividad geológica) como exógenas (la posición del sistema en la galaxia, dado que la proximidad a estrellas masivas o al centro de la misma podrían ser letales, o la densidad local de estrellas, indispensable para la estabilidad del sistema). Mercurio y Venus no son adecuados debido esencialmente a las altas temperaturas, mientras que a Marte le ocurre lo contrario, además de que solo tiene campos magnéticos locales.

El papel de la actividad geológica, desde su punto de vista astrobiológico, se ha visto enfatizado recientemente. La emisión de hidrógeno, dióxido de carbono y agua por los volcanes podría aumentar un 30-60 % la zona de habitabilidad, debido a un efecto invernadero. El mecanismo exige una actividad volcánica continuada durante muchos millones de años. En el Sistema Solar implica extender la zona de habitabilidad hasta algo más allá de Marte (que carece de actividad tectónica y se encuentra localizado a 1.67 unidades astronómicas) hasta 2.4 unidades astronómicas en donde se localiza el cinturón de asteroides. Por tanto la actividad volcánica, fruto de la tectónica de placas, podría incrementar la posibilidad de encontrar vida en los numerosos planetas que se están encontrando más allá de los confines del Sistema Solar.

Fuente: Revista Española de Física Nº4 de 2018

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