Próxima b, pocas probabilidades de albergar vida.

A finales de Agosto de 2016, se anunció con gran entusiasmo el descubrimiento del exoplaneta Próxima b, y la euforia se desató cuando en Diciembre de 2016 se publicaba que una investigación invitaba a tener esperanzas que Próxima b podría ser habitable.

 

Pues bien, una nueva investigación de la NASA Goddard Space Flight Center publicada en el Astrophysical Journal Letters el pasado 6 de febrero de 2017, echa por tierra prácticamente cualquier esperanza de que Próxima b sea un planeta habitable.

La búsqueda de la vida más allá de la Tierra comienza en las zonas habitables, estas son regiones alrededor de las estrellas donde según las condiciones podrían potencialmente  permitir que el agua líquida, que es esencial para la vida como la conocemos, se agrupe en la superficie de un planeta. Esta nueva investigación de la NASA, sugiere que algunas de estas zonas habitables podrían no ser capaces de soportar la vida debido a las frecuentes erupciones estelares que arrojan enormes cantidades de material estelar y radiación hacia el espacio de las estrellas enanas rojas.

Este tipo de “pequeñas estrellas” como la más cercana a nosotros, Próxima Centauri, son de las potencialmente ideales para albergar planetas que pudieran ser habitables, pues con la mitad de la masa de nuestro Sol las hacen más longevas y su temperatura por debajo de los 4.000 ºC hacen que emitan un brillo más débil y sea más fácil detectar exoplanetas.

Ahora, un equipo interdisciplinario de científicos de la NASA quiere ampliar cómo se definen y que requisitos serían los adecuados para estas zonas habitables, teniendo en cuenta el impacto de la actividad estelar, que puede amenazar la atmósfera de un exoplaneta con la pérdida de oxígeno.

“Si queremos encontrar un exoplaneta que pueda desarrollar y mantener la vida, debemos averiguar qué estrellas son los mejores padres”, dijo Vladimir Airapetian, autor principal del estudio y científico solar en el Goddard Space Flight Center de la NASA. “Estamos acercándonos a entender qué tipo de estrellas progenitoras necesitamos”.

Para determinar la zona habitable de una estrella, los científicos han considerado tradicionalmente cuánto calor y luz emite la estrella. Estrellas más masivas que las enanas rojas, como el caso de nuestro sol, producen más calor y luz, por lo que la zona habitable debe estar más lejos. Las estrellas más pequeñas y más frías como las enenas rojas deben de tener zonas habitables más cercanas a la estrella anfitriona.

 

Imagen: El telescopio espacial Hubble nos muestra el brillo de Próxima Centauri.

Pero junto con el calor y la luz visible, las estrellas emiten rayos X y radiación ultravioleta, y producen erupciones estelares tales como fulguraciones y eyecciones de masa coronal,  eventos denominados colectivamente por la meteorología espacial. Un efecto posible de esta radiación emitida desde la estrella anfitriona, es la erosión atmosférica, en la cual las partículas de alta energía arrastran las moléculas atmosféricas, como el hidrógeno y el oxígeno, los dos ingredientes para el agua, hacia el espacio. Vladimir Airapetian y el nuevo modelo de zonas habitables de su equipo toman en cuenta este efecto de la meteorología espacial.

“En el lado negativo, las estrellas del tipo enanas rojas también son propensas a erupciones estelares más frecuentes y poderosas que el sol”, dijo William Danchi, un astrónomo de NASA Goddard y coautor del artículo. “Para evaluar la habitabilidad de los planetas alrededor de estas estrellas, necesitamos entender cómo estos diversos efectos se equilibran”.

Otro factor importante de la habitabilidad es la edad de una estrella, basada en las observaciones que han obtenido de la misión Kepler de la NASA. Cada día, las estrellas jóvenes producen superfulguraciones, potentes llamaradas extremas y erupciones al menos 10 veces más poderosas que las observadas en el sol. En comparación con estrellas enanas rojas más maduras que se asemejan a nuestro sol de mediana edad hoy en día, estas superfulguraciones sólo se observan una vez cada 100 años.

“Cuando miramos a las enanas rojas jóvenes en nuestra galaxia, vemos que son mucho menos luminosas que nuestro sol hoy”, dijo Airapetian. “Según la definición clásica, la zona habitable alrededor de las enanas rojas debe ser de 10 a 20 veces más cercana que la Tierra al Sol. Ahora sabemos que estas estrellas enanas rojas generan una gran cantidad de rayos X y emisiones ultravioleta extremas en las zonas habitables de los exoplanetas a través de fulguraciones frecuentes y tormentas estelares”.

Estas superfulguraciones causan una erosión atmosférica cuando las radiaciones de alta energía y las radiaciones ultravioletas extremas primero rompen las moléculas en átomos y después ionizan los gases atmosféricos. Durante la ionización, la radiación golpea a los átomos y libera los electrones. Los electrones son mucho más ligeros que los iones recién formados, por lo que escapan de la atracción de la gravedad mucho más fácilmente hacia el espacio, como se muestra en la siguiente animación de vídeo:

                             

 

A medida que se generan más y más electrones cargados negativamente, crean una poderosa separación de carga que atrae iones cargados positivamente fuera de la atmósfera en un proceso llamado escape de iones. Esto ocurre también en nuestro planeta, pero a una escala muchísimo menor, puesto que nuestra estrella exhibe sólo una fracción de actividad que estrellas más jóvenes.

El modelo estima el escape de oxígeno en planetas alrededor de enanas rojas, suponiendo que no lo compensan con la actividad volcánica o el bombardeo de cometas. Varios modelos anteriores de erosión atmosférica indicaron que el hidrógeno es más vulnerable al escape de iones. Como elemento más ligero, el hidrógeno escapa fácilmente al espacio, presumiblemente dejando atrás una atmósfera rica en elementos más pesados ​​como el oxígeno y el nitrógeno. Pero cuando los científicos han supuesto las superfulguraciones dentro del nuevo modelo, todo parece indicar que las violentas tormentas de las jóvenes enanas rojas generan suficiente radiación de alta energía para permitir el escape de incluso el oxígeno y bloques de nitrógeno,  las moléculas esenciales de la vida.

“Cuanto más rayos-X y energía ultravioleta extrema haya, más electrones se generan y más fuerte será el efecto de escape de iones”, dijo Glocer. “Este efecto es muy sensible a la cantidad de energía que emite la estrella, lo que significa que debe desempeñar un papel importante en la determinación de lo que es y no es un planeta habitable”.

Teniendo en cuenta el escape de oxígeno por sí solo, el modelo estima que una enana roja joven podría hacer un exoplaneta cercano inhabitable dentro de unas pocas decenas a cien millones de años. La pérdida de hidrógeno atmosférico y oxígeno reduciría y eliminaría el suministro de agua del planeta antes de que la vida tuviera la oportunidad de desarrollarse.

“Los resultados de este trabajo podrían tener profundas implicaciones para la química atmosférica de estos mundos”, dijo Shawn Domagal-Goldman, un científico espacial de NASA Goddard que no participa en el estudio. “Las conclusiones del equipo impactarán nuestros estudios en curso de las misiones que buscarían muestras de la vida en la composición química de esas atmósferas.”

Modelar la tasa de pérdida de oxígeno es el primer paso en los esfuerzos del equipo para ampliar la definición clásica de habitabilidad en lo que llamamos zonas habitables afectadas por la meteorología espacial. Cuando los exoplanetas orbitan una estrella madura con un ambiente templado en la meteorología espacial, la definición clásica es suficiente. Cuando la estrella anfitriona exhibe rayos X y niveles ultravioleta extremos mayores de siete a diez veces las emisiones de promedio de nuestro sol, entonces se aplica la nueva definición. El trabajo futuro del equipo incluirá modelar el escape del nitrógeno, que puede ser comparable al escape del oxígeno puesto que el nitrógeno es apenas ligeramente más ligero que oxígeno.

Adiós a las esperanzas en Próxima b.

NASA finds planets of red dwarf stars may face oxygen loss in habitable zones

Como no podría ser de otra manera, el nuevo modelo de habitabilidad tiene implicaciones para el planeta recientemente descubierto orbitando la enana roja Proxima Centauri (nuestro vecino estelar más cercano), Próxima b.  El equipo de investigación ha aplicado su modelo al planeta  Proxima b, que orbita su estrella Proxima Centauri 20 veces más cerca que la Tierra al sol.

Teniendo en cuenta la edad de la estrella de acogida y la proximidad del planeta a su estrella anfitriona, los científicos concluyen que Proxima b, está somtido a torrentes de rayos X y radiación ultravioleta extrema emitidas de superfulguraciones que se producen aproximadamente cada dos horas. Estiman que el oxígeno escaparía de la atmósfera de Proxima b en 10 millones de años. Además, la intensa actividad magnética y el viento estelar emitido por Próxima Centauri, agudizan las ya duras condiciones climáticas espaciales. Los científicos concluyeron que es improbable que Proxima b sea habitable.

Agradecidos a nuestra estrella.

“Tenemos resultados pesimistas para planetas alrededor de enanas rojas jóvenes en este estudio, pero también tenemos una mejor comprensión de qué estrellas tienen buenas perspectivas de habitabilidad”, dijo Airapetian. “A medida que aprendemos más acerca de lo que necesitamos de una estrella anfitriona, parece cada vez más que nuestro sol es sólo una de esas estrellas progenitoras perfectas, para haber apoyado la vida en la Tierra”.

Fuentes:http://www.eso.org/public/news/eso1629/ – http://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/836/1/L3 – https://phys.org/news/2017-02-nasa-planets-red-dwarf-stars.html

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