El Telescopio Espacial Kepler ha descubierto 20 nuevos exoplanetas orbitando pequeñas estrellas tenues. Cinco de ellos se encuentran dentro de la zona habitable. Es decir, donde puede haber agua líquida y vida misma. El equipo de Kepler anunció esto en una reunión conjunta de la División de Investigación Planetaria de la Sociedad Astronómica Estadounidense y el Congreso Planetario Europeo.
Nuevos planetas del tamaño de la Tierra, a veces un poco más pequeños, a veces más grandes, como Neptuno (estos se llaman super-tierras). Son muy adecuados para morar allí incluso para nosotros, sin doblarse por una atracción excesiva y sin volar al espacio desde una extraordinaria ligereza. Giran alrededor de estrellas muy pequeñas, enanas anaranjadas y rojas de clases K y M. Estas estrellas son parásitos que impiden a los científicos observar algo significativo. Entonces, en cualquier caso, Courtney Dressing, el astrónomo de Caltech que presentó el descubrimiento, los bautizó.
De hecho, son ubicuas: hasta tres cuartas partes de las estrellas de la Galaxia son enanas rojas. Cerca de 250 están cerca, a 30 años luz de nuestro Sol (que es enorme en comparación con ellos, diez veces más). La propia Courtney, joven y bonita, insiste en que se busquen planetas habitables cerca de estrellas tan tenues. En los últimos años, esto se ha convertido en lo que ahora se llama tendencia o corriente principal.
Entonces, enanas rojas. Estrellas débiles, que tienen menos del diez por ciento de la masa solar en masa, y su temperatura de fotosfera es de 3500 kelvin o menos, que es casi la mitad de la del Sol. Sin embargo, hipotéticamente, pueden vivir otro billón de años, lo que va más allá del horizonte de la imaginación más violenta. El universo entero comenzó hace solo 13,8 mil millones de años. Durante este tiempo, muchas estrellas nacieron y murieron, y las enanas pretenden existir cientos de veces más. Ninguno de los físicos se comprometerá a predecir lo que sucederá en el mundo durante tanto tiempo, pero si todo permanece "como antes", entonces la vida en estrellas de clase M puede surgir con una alta probabilidad. Si no está ya concebido.
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Kepler-20f es un exoplaneta que orbita la estrella Kepler-20 en la constelación de Lyra. Masa: 0,66 masas terrestres. La órbita es la cuarta desde la estrella madre. Un año en el planeta dura 19 días terrestres.
Foto: Misión NASA / Kepler
En la búsqueda de vida extraterrestre, las esperanzas de los terrícolas se alternan con las decepciones. Nadie escribe mensajes a la mente terrenal desde el extraterrestre, en ninguna parte vemos rastros claros de incluso organismos primitivos. Hope for Mars - casi se detuvo. Ahora esperamos a Europa, la luna de Júpiter. Pero la mayor parte de la esperanza, por supuesto, está en los exoplanetas (planetas que orbitan alrededor de una estrella que no es el Sol).
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El primer exoplaneta fue descubierto por el astrónomo polaco Alexander Wolschan en 1990. Calculó que una de las estrellas de neutrones tiene dos planetas más grandes que la Tierra: uno 3,4 veces y el otro 2,8. Desde entonces, se han descubierto muchos planetas cerca de otras estrellas, y hoy, junto con candidatos (señales aún no confirmadas), se conocen unos cinco mil de ellos.
Entonces, ¿cuál es la sensación? El hecho de que varios planetas a la vez resultaran tener un tamaño similar a la Tierra y estar en la zona habitable. Tales descubrimientos siguen siendo raros, aunque existe la sensación de que aquí está, ha comenzado. Por ejemplo, en el verano, se encontró un planeta parecido a la Tierra cerca de la estrella más cercana a nosotros: la enana roja Proxima Centauri. Se calculó a partir de observaciones en el Observatorio La Silla en Chile.
Pero el telescopio Kepler sigue siendo el principal proveedor de noticias sobre mundos fuera del sistema solar. ¿Por qué ha comenzado recientemente a encontrar tantos planetas y supertierras del tamaño de la Tierra? Roman Rafikov, profesor de astrofísica en la Universidad de Cambridge (Reino Unido) y el Instituto de Estudios Avanzados (Princeton, EE. UU.) Respondió esta pregunta a nuestra revista:
- No diría que se trata de una tendencia reciente. Kepler los abrió casi desde el comienzo de la misión, y esto ya son cinco años. Fue el primero, por supuesto, en encontrar planetas grandes como Júpiter, que dan la señal más fuerte cuando pasan por el disco de la estrella. Una señal de tránsito de un planeta como la Tierra es significativamente, por 100, más débil, por lo tanto, para tales eventos, necesita rastrear muchos tránsitos para recopilar estadísticas. Tomó algo de tiempo, pero desde el comienzo de la misión, Kepler produjo planetas como Neptuno y otros de tamaño cercano a la Tierra.
Parte del sistema óptico del telescopio espacial Kepler
Foto: Misión NASA / Kepler
Las observaciones de estrellas con una masa menor que la del Sol son buenas porque durante el tránsito, un planeta pequeño cubre una parte más grande del disco de la estrella que durante el tránsito de una estrella como el Sol. Es decir, la caída relativa en el brillo de la estrella es una señal durante el tránsito. Por lo tanto, siempre es más fácil encontrar allí planetas pequeños. Hay proyectos especiales, por ejemplo MEarth, que se especializan en estos sistemas.
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¿Hay vida ahí? La pregunta en la etapa actual de la investigación se divide en dos. Primero: ¿es posible allí en principio? Segundo: ¿somos capaces de detectarlo?
Empecemos por el primero. La zona habitable es un concepto bastante primitivo. Es solo el área alrededor de una estrella dentro de la cual el agua en la superficie del planeta puede existir en forma líquida. No demasiado cerca para que el agua se convierta en vapor, ni demasiado lejos para congelarse. Hay agua, hay reacciones bioquímicas en las células. Introdujimos este concepto por la sencilla razón de que no hemos visto ninguna otra vida que no sea la terrenal. Por tanto, buscamos uno similar.
Las enanas rojas son estrellas frías y débiles. Su zona habitable está mucho más cerca que la del Sol. Si viviéramos allí, la Tierra tendría que moverse dentro de la órbita de Mercurio para obtener suficiente calor. Y habría problemas. La más obvia es la radiación: rayos X, llamaradas potentes. Solo la atmósfera y, en caso de llamaradas, el campo magnético pueden proteger contra esto.
Otro problema es la gravedad de una luminaria cercana. Sus fuerzas de marea pueden ralentizar la rotación del planeta de la misma manera que la Tierra ralentizó a la Luna (razón por la cual nuestro satélite siempre está volteado hacia nosotros de un lado). Entonces siempre habría un día caluroso en un lado del planeta y una noche cósmica congelada en el otro. Tales condiciones, por supuesto, no contribuyen al surgimiento de la vida, pero existe una opción cuando el planeta entra en resonancia con la gravedad de la estrella y aún gira, como sucedió con Mercurio. El tercer problema es el viento estelar: las corrientes de partículas cargadas que escapan de una enana roja podrían simplemente soplar la atmósfera al espacio durante miles de millones de años.
El planeta Proxima b gira alrededor de la estrella de Proxima Centauri en la zona habitable
Foto: ESA / Hubble y NASA
Hay modelos para sortear estas dificultades. Y dado que hay modelos, en algún lugar de la Galaxia podrían realizarse. Especialmente cuando se considera la cantidad de pequeñas estrellas y planetas que los rodean (según estimaciones modernas, hay docenas, si no cientos de miles de millones).
Digamos que hay vida en uno de estos planetas, que es similar en bioquímica a la Tierra. ¿Cuáles son las señales para encontrarlo? La respuesta es la siguiente: primero pruebe la presencia de agua líquida y una atmósfera, y luego busque biomarcadores, el primero de los cuales es el oxígeno libre. El hecho es que el oxígeno en la atmósfera puede aparecer casi exclusivamente como resultado de la fotosíntesis de los organismos vivos. Los procesos físicos y químicos, por supuesto, también lo crean, pero no en tales cantidades. Se deben cumplir varias condiciones para que este gas aparezca por sí solo. En general, si hay oxígeno en la atmósfera, las posibilidades de habitabilidad aumentan considerablemente. Hasta ahora, no se han encontrado tales planetas. ¿Es posible en principio estudiar sus atmósferas? Por lo tanto, ¿con telescopios y observatorios terrestres en el espacio cercano?
“Algo, resulta que ya es posible ahora”, dice Roman Rafikov. - Por ejemplo, el sistema TRAPPIST-1 recientemente descubierto contiene tres planetas con un tamaño del orden de la Tierra, que orbitan en órbitas cortas (un día y medio y dos para dos planetas interiores) alrededor de una estrella enana. Su masa es del 8% y su radio es el 11% del solar, la luminosidad es 2000 veces menor que la del Sol. En este caso, la estrella está a 40 años luz de nosotros, muy cerca.
Recientemente, un equipo internacional de investigadores utilizó el telescopio espacial Hubble para estudiar las atmósferas de estos planetas mediante espectroscopia de transmisión. En este método, las observaciones se llevan a cabo durante el tránsito: la absorción de la luz de las estrellas en la atmósfera del planeta se mide en longitudes de onda correspondientes a los elementos químicos que contiene. Esta es una observación muy difícil porque solo está involucrada una pequeña fracción de la atmósfera en la extremidad del planeta. En este caso, para amplificar la señal, los observadores esperaron hasta que ambos planetas internos, que se encuentran en la zona habitable, pasaron a través del disco de la estrella simultáneamente. Se midió su señal combinada. Buena idea.
El resultado mostró que estos planetas no pueden contener atmósferas de hidrógeno extendidas sin nubes. Pero quedan otras posibilidades, por ejemplo, una atmósfera fuertemente nublada como la de Venus o una atmósfera de vapor de agua. Por lo tanto, el alcance para una mayor investigación de este sistema planetario es enorme.
En el futuro, el nuevo telescopio infrarrojo estadounidense JWST (Telescopio espacial James Webb, está previsto que esté operativo en 2018) hará que estas observaciones sean más o menos rutinarias.
¿Bien? Mantenemos nuestros puños. Esperamos.
Espejos del telescopio espacial JWST (Telescopio espacial James Webb)
Foto: NASA
