El primer exoplaneta habitable: un nuevo candidato, revelado por los científicos del clima

El sistema planetario alrededor de la enana roja Gliese 581, una de las estrellas más cercanas al Sol en la galaxia, ha sido objeto de varios estudios destinados a detectar el primer exoplaneta potencialmente habitable. Dos candidatos ya han sido desechados, pero un tercer planeta, Gliese 581d, puede ser considerado el primer exoplaneta confirmado que podría apoyar a la Tierra como la vida. Esta es la conclusión de un equipo de científicos del Laboratorio de Metrología Dynamique (CNRS / UPMC / ENS / Escuela Politécnica) en el Instituto Pierre Simon Laplace en París, Francia, cuyo estudio se publica en «The Astrophysical Journal Letters».

¿Hay otros planetas habitados como la Tierra, o por lo menos habitables? El descubrimiento de la primera planeta habitable se ha convertido en una búsqueda de muchos astrofísicos que buscan planetas rocosos en la «zona habitable» alrededor de estrellas, el rango de distancias en las que los planetas no son ni demasiado fría ni demasiado caliente para que la vida florezca.En esta búsqueda , la estrella enana roja Gliese 581 ya ha recibido una enorme cantidad de atención. En 2007, científicos reportaron la detección de dos planetas que orbitan cerca del borde interior y exterior de su zona habitable (Gliese 581d y 581c Gliese). Mientras que el planeta más lejano, Gliese 581d, fue juzgado inicialmente a ser demasiado frío para la vida, cuanto más cerca-en el planeta, Gliese 581c, fue pensado para ser potencialmente habitable por sus descubridores. Sin embargo, más adelante el análisis de la atmósfera por los expertos demostraron que si tuviera océanos líquidos similares a la Tierra, que rápidamente se evaporaría en un efecto similar a la que dio Venus el clima caluroso e inhóspito que hoy tiene un «efecto invernadero desbocado ‘. Una nueva posibilidad surgió a finales de 2010, cuando un equipo de observadores dirigido por Steven Vogt de la Universidad de California en Santa Cruz, anunciaron que habían descubierto un nuevo planeta, que llamaron Gliese 581g, o «Zarmina del mundo». Este planeta, según ellos, tenía una masa similar a la de la Tierra y estaba cerca del centro de la zona habitable. Durante varios meses, el descubrimiento de la Tierra por primera vez el potencial de doble fuera del Sistema Solar parecía haber sido alcanzado.Desafortunadamente, el análisis posterior por equipos independientes que ha planteado serias dudas sobre esta detección extremadamente difícil. Muchos creen ahora que Gliese 581g no existe en absoluto. . En su lugar, puede ser simplemente una consecuencia del ruido en las mediciones ultra-fino de estelar ‘bamboleo’ necesario para detectar exoplanetas en este sistema hoy, es finalmente el hermano mayor de Gliese 581g – los más grandes y más distante Gliese 581d – que ha sido demostrado que es el exoplaneta confirmado potencialmente habitable por Robin Wordsworth, François Forget y compañeros de trabajo de Laboratorio de Meteorología Dynamique (CNRS / UPMC / ENS / Escuela Politécnica) en el Instituto Pierre Simon Laplace en París, en colaboración con un investigador del Laboratorio de Astrofísica de Burdeos (CNRS / Université Bordeaux 1). A pesar de que es probable que sea un planeta rocoso, tiene una masa al menos siete veces mayor que la de la Tierra, y se estima que es aproximadamente el doble de su tamaño. A primera vista, Gliese 581d es un candidato bastante pobre en la búsqueda de la vida: recibe menos de un tercio de la Tierra la energía estelar que hace y puede ser bloqueado por las mareas, con un día permanente y lado de la noche. Después de su descubrimiento, se creía generalmente que cualquier atmósfera lo suficientemente gruesa como para mantener el planeta caliente que se enfrían lo suficiente en el lado nocturno de congelar por completo, arruinando cualquier perspectiva de un clima habitable. Para probar si esta intuición era correcta, Wordsworth y sus colegas desarrollado un nuevo tipo de modelo de computadora capaz de simular con precisión los climas posibles exoplanetas. El modelo simula la atmósfera de un planeta y la superficie en tres dimensiones, y no como los utilizados para estudiar el cambio climático en la Tierra. Sin embargo, se basa en principios más fundamentales de la física, lo que permite la simulación de una gama mucho más amplia de las condiciones que de otro modo sería posible, incluyendo cualquier cóctel atmosférico de gases, nubes y aerosoles. Para su sorpresa, encontraron que el dióxido de carbono con una densa atmósfera – un escenario probable en un planeta tan grande – el clima de Gliese 581d no sólo es estable contra el colapso, pero lo suficientemente caliente para tener océanos, nubes y lluvia. Uno de los factores clave en sus resultados fue la dispersión de Rayleigh, el fenómeno que hace que el cielo azul de la Tierra. En el Sistema Solar, la dispersión de Rayleigh limita la cantidad de luz solar una gruesa atmósfera capaz de absorber, porque una gran parte de la luz azul dispersada es inmediatamente reflejada al espacio. Sin embargo, como la luz de las estrellas de Gliese 581 es de color rojo, es casi afectada.Esto significa que puede penetrar más profundamente en la atmósfera, donde se calienta el planeta eficazmente debido al efecto invernadero de la atmósfera de CO2, combinado con el de las nubes de hielo de dióxido de carbono para formar predicho a altitudes elevadas. Por otra parte, las simulaciones 3D circulación mostró que el calentamiento se ha redistribuido de manera eficiente la luz del día en todo el planeta por la atmósfera, evitando el colapso atmosférica en el lado nocturno o en los polos.   Los científicos están particularmente entusiasmados por el hecho de que a los 20 años luz de la Tierra, Gliese 581d es uno de nuestros más cercanos vecinos galácticos. Por ahora, este es de uso limitado para los nuevos colonos interestelares – más lejos ha viajado por el hombre nave espacial, la Voyager 1, aún tardaría más de 300.000 años para llegar allí. Sin embargo, sí significa que en los futuros telescopios será capaz de detectar la atmósfera del planeta directamente. Aunque Gliese 581d podría ser habitable existen otras posibilidades, sino que podría haber mantenido un poco de hidrógeno atmosférico, como Urano y Neptuno, o el feroz viento de su estrella durante su infancia podría incluso haber roto su atmósfera del todo. Para distinguir entre estos diferentes escenarios, Wordsworth y sus compañeros de trabajo llegó con varias pruebas sencillas que los observadores podrán realizar en el futuro con un telescopio suficientemente poderoso. Si Gliese 581d es llegar a ser habitable, seguiría siendo un muy extraño lugar para visitar – el aire más denso y densas nubes que mantener la superficie en un perpetuo crepúsculo rojo oscuro, y su gran masa significa que la gravedad superficial sería aproximadamente el doble que en la Tierra. Pero la diversidad de climas planetarios en la galaxia es probable que sea mucho más amplio que los pocos ejemplos que se utilizan para el Sistema Solar. A la larga, la implicación más importante de estos resultados puede ser la idea de que planetas con vida, de hecho, no necesita ser especialmente como la Tierra en absoluto.

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© LMD / CNRS

Esquema del modelo climático global para estudiar Gliese 581d. Rojo / azul sombreado indican temperaturas de la superficie de frío / calor, mientras que las flechas indican la velocidad del viento a la altura del km 2 en la atmósfera.


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© LMD / CNRS

Los mapas de temperatura de la superficie de las simulaciones de Gliese 581d, suponiendo una atmósfera de 20 barras de CO2 y las diferentes velocidades de rotación. Actualmente se desconoce si el planeta gira lentamente o tiene día permanente y los lados de la noche. En todos los casos, las temperaturas permiten la presencia de agua líquida en la superficie.


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