Un exoplaneta como la Tierra orbitando dos estrellas es posible

Si sois seguidores de la saga Star Wars, sabréis que el planeta natal de Luke Skywalker, Tatooine, muestra dos soles en su cielo en un mundo árido de paisajes desérticos. En la vida real, gracias a los observatorios como el telescopio espacial Kepler de la NASA, sabemos que los sistemas de dos estrellas (binarios) pueden tener planetas, aunque los planetas descubiertos hasta ahora alrededor de estos sistemas binarios son grandes y gaseosos.

Pero, y si un planeta del tamaño de la Tierra orbitara dos soles, ¿podría soportar la vida?

Imagen conceptual: El  hipotético planta cubierto de agua alrededor del sistema de estrellas binarias de Kepler-35A y B. Crédito: NASA / JPL-Caltech

Resulta que tal hipotético planeta podría ser bastante hospitalario si se encuentra a la distancia correcta de sus dos estrellas, y lo más sorprendente, no necesariamente ni siquiera tendría desiertos.

Según un nuevo estudio publicado en la revista Nature Communications, un planeta cubierto de agua permanecería habitable y retendría su agua durante un largo período de tiempo en un sistema de las características de Kepler 35.

“Esto significa que los sistemas de doble estrella del tipo estudiado aquí son excelentes candidatos para albergar planetas habitables, a pesar de las grandes variaciones en la cantidad de estrellas y planetas hipotéticos que un sistema de este tipo recibirían”, dijo Max Popp, investigador asociado en la Universidad de Princeton En Nueva Jersey, y el Instituto Max Planck de Meteorología en Hamburgo, Alemania.

Popp y Siegfried Eggl, un investigador post-doctoral de Caltech en el Jet Propulsion Laboratory de la NASA, en Pasadena, California, crearon un modelo para un planeta hipotético como la Tierra en el sistema Kepler 35, un sistema binario de estrellas en la constelación del Cisne a 5.365 años luz. Las estrellas que forman este sistema llamadas Kepler-35A y Kepler-35B tienen masas de 89% y 81% de masas solares respectivamente, por lo tanto ambas son de clase espectral G (como nuestro Sol). Están separadas por 0,176UA y completan una órbita excéntrica alrededor de un centro de masa común cada 20,73 días. En realidad, este dúo estelar Kepler 35A y B albergan un planeta llamado Kepler 35b, un planeta gigante gaseoso de aproximadamente ocho veces el tamaño de la Tierra, con una órbita de 131,5 días terrestres.

Para realizar su estudio, los investigadores anularon intencionadamente la influencia gravitacional de este planeta; lo hicieron desparecer,  y añadieron el hipotético planeta cubierto de agua y tamaño Tierra alrededor de las estrellas Kepler 35 A y B, y examinaron cómo se comportaría el clima de este planeta al orbitar las estrellas anfitrionas con períodos entre 341 y 380 días.

“Nuestra investigación está motivada por el hecho de que la búsqueda de planetas potencialmente habitables requiere mucho esfuerzo, por lo que es bueno saber de antemano dónde buscar”, dijo Eggl. “Mostramos que vale la pena apuntar a los sistemas de doble estrella”.

En la investigación y búsqueda de los exoplanetas, los científicos se centran en la región llamada “zona habitable”, la gama de distancias alrededor de una estrella donde un planeta terrestre tiene más probabilidades de tener agua líquida en su superficie. En este caso, debido a que dos estrellas están orbitando entre sí, la zona habitable depende de la distancia desde el centro de masa de ambas estrellas en órbita. Para hacer las cosas aún más complicadas, un planeta alrededor de dos estrellas su órbita se tambalearía a través de la interacción gravitatoria con las dos estrellas.

Popp y Eggl encontraron que en el extremo más alejado de la zona habitable del sistema de doble estrella Kepler 35, el hipotético planeta cubierto de agua tendría una gran variación en sus temperaturas superficiales. Debido a que un planeta tan frío tendría sólo una pequeña cantidad de vapor de agua en su atmósfera, las temperaturas de superficie promedio globales oscilarían arriba y abajo en tanto como 3,6 grados Fahrenheit (2 grados Celsius) en el transcurso de un año.

Figure 1
Variaciones temporales de la irradiancia solar total (STI)  y la temperatura superficial media global del hipotético planeta. (A) Muestra la media diaria de la irradiancia solar total de la media global y de la temperatura superficial media global (gST) como una función del tiempo para un planeta alrededor de Kepler-35 AB con un eje semimayor orbital de 1.225 a.u. Para un período de 700 días en estado estacionario. (B) Muestra las mismas cantidades, pero para un planeta alrededor de Kepler-35 AB con un eje semimayor orbital de 1,195 a.u., (d) para un semicírculo mayor de 1,165 a.u. Y (e) para un eje mayor de 1.140. (C) Esboza el sistema Kepler-35 con Kepler-35 A siendo el más luminoso y Kepler-35 B la estrella menos luminosa. Obsérvese que en este boceto siempre asumimos que las estrellas están en la misma posición, mientras que en realidad (y en las simulaciones) también se orbitan entre sí. La órbita del planeta evoluciona con el tiempo. Los puntos en el tiempo t1, t2, t3 y t4 en d corresponden a los tiempos orbitales indicados en c y vinculan la oscilación de TSI a las constelaciones orbitales asociadas. Los picos descendentes en el TSI se deben a eclipses estelares.

“Esto es análogo a cómo, en la Tierra, en climas áridos como desiertos, experimentamos enormes variaciones de temperatura de día a noche”, dijo Eggl. “La cantidad de agua en el aire hace la gran diferencia”.

Pero, más cerca de las estrellas, cerca del borde interior de la zona habitable de este sistema, las temperaturas de superficie de promedio global en el mismo planeta permanecerían casi constantes. Esto se debe a que más vapor de agua podría persistir en la atmósfera del planeta hipotético y actuar como un amortiguador para mantener las condiciones superficiales cómodas.

Al igual que con los sistemas de una sola estrella, un planeta más allá del borde exterior de la zona habitable de sus dos soles acabaría eventualmente en un estado llamado “bola de nieve”, completamente cubierto de hielo. Más cerca del borde interior de la zona habitable, una atmósfera aislaría demasiado el planeta, creando un efecto invernadero desbocado y convirtiendo al planeta en un mundo semejante a Venus, inhóspito para la vida tal y como la conocemos.

Otra característica del modelo climático del estudio es que, en comparación con la Tierra, un planeta cubierto de agua alrededor de dos estrellas tendría menos cobertura de nubes. Eso significaría cielos más claros para ver dobles puestas de sol en estos mundos exóticos. Pero la clave de este estudio, es que demuestra que este hipotético sistema planetario, es posible, ampliando el campo de búsqueda de exoplanetas con posibilidad de albergar vida.

Artículos relacionados con exoplanetas y zona habitable:  http://blog.meteorologiaespacial.es/?s=exoplaneta

Fuente

Deja un comentario

Tu dirección de correo electrónico no será publicada.