l concepto, la luna Ganímedes orbita el planeta gigante Júpiter. Un océano salino bajo la corteza helada de la luna explica mejor el cambio en los cinturones aurorales medidos por el telescopio Hubble. Los astrónomos se han preguntado durante mucho tiempo si las lunas heladas de Júpiter serían habitables si la radiación del sol aumentara., (Crédito de la imagen: NASA/ESA)
En The Little Prince, la novela clásica de Antoine de Saint-Exupéry, El Príncipe titular vive en un asteroide del tamaño de una casa tan pequeño que puede ver la puesta de sol a cualquier hora del día moviendo su silla unos pasos.
Por supuesto, en la vida real, los objetos celestes tan pequeños no pueden soportar la vida porque no tienen suficiente gravedad para mantener una atmósfera. Pero ¿qué tan pequeño es demasiado pequeño para la habitabilidad?,
en un artículo reciente, investigadores de la Universidad de Harvard describieron un nuevo límite de tamaño más bajo para los planetas para mantener el agua líquida superficial durante largos períodos de tiempo, extendiendo la llamada zona Habitable o «Ricitos de oro» para planetas pequeños y de baja gravedad. Esta investigación amplía el área de búsqueda de vida en el universo y arroja luz sobre el importante proceso de Evolución Atmosférica en planetas pequeños.
la investigación fue publicada en el Astrophysical Journal.,
«Cuando la gente piensa en los bordes internos y externos de la zona habitable, tienden a pensar solo en ello espacialmente, lo que significa lo cerca que está el planeta de la estrella», dijo Constantin Arnscheidt, A. B. ’18, primer autor del artículo. «Pero en realidad, hay muchas otras variables en la habitabilidad, incluida la masa. Establecer un límite inferior para la habitabilidad en términos de tamaño de planeta nos da una restricción importante en nuestra búsqueda continua de exoplanetas y exomoons habitables.,»
generalmente, los planetas se consideran habitables si pueden mantener el agua líquida de la superficie el tiempo suficiente para permitir la evolución de la vida, conservativamente cerca de mil millones de años. Los astrónomos buscan estos planetas habitables dentro de distancias específicas de ciertos tipos de estrellas: Las estrellas que son más pequeñas, más frías y de menor masa que nuestro Sol tienen una zona habitable mucho más cercana que las estrellas más grandes y calientes.
el borde interior de la zona habitable se define por lo cerca que un planeta puede estar de una estrella antes de que un efecto invernadero desbocado conduzca a la evaporación de toda el agua superficial., Pero, como Arnscheidt y sus colegas demostraron, esta definición no es válida para planetas pequeños y de baja gravedad.
el efecto invernadero se produce cuando la atmósfera absorbe más calor que puede irradiar hacia el espacio, evitando que el planeta se enfríe y, finalmente, conduce a un calentamiento imparable hasta que sus océanos se convierten en vapor en la atmósfera.
sin embargo, algo importante sucede cuando los planetas disminuyen de tamaño: a medida que se calientan, sus atmósferas se expanden hacia afuera, volviéndose más y más grandes en relación con el tamaño del planeta., Estas grandes atmósferas aumentan tanto la absorción como la radiación del calor, permitiendo que el planeta mantenga mejor una temperatura estable. Los investigadores encontraron que la expansión atmosférica evita que los planetas de baja gravedad experimenten un efecto invernadero descontrolado, lo que les permite mantener el agua líquida de la superficie mientras orbitan más cerca de sus estrellas.
cuando los planetas se vuelven demasiado pequeños, sin embargo, pierden sus atmósferas por completo y el agua líquida de la superficie se congela o se vaporiza., Los investigadores demostraron que hay un tamaño crítico por debajo del cual un planeta nunca puede ser habitable, lo que significa que la zona habitable está limitada no solo en el espacio, sino también en el tamaño del planeta.
Esta ilustración muestra el límite inferior para la habitabilidad en términos de planeta de masa. Si un objeto es más pequeño que el 2.7 por ciento de la masa de la Tierra, su atmósfera se escapará antes de que tenga la oportunidad de desarrollar agua líquida superficial (Ilustración cortesía de Harvard SEAS).,
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Los investigadores encontraron que el tamaño crítico es de aproximadamente 2.7 por ciento de la masa de la Tierra. Si un objeto es más pequeño que el 2.7 por ciento de la masa de la Tierra, su atmósfera se escapará antes de que tenga la oportunidad de desarrollar agua líquida superficial, similar a lo que le sucede a los cometas en el sistema Solar hoy en día. Para poner eso en contexto, la Luna es el 1.2 por ciento de la masa de la Tierra y Mercurio es el 5.53 por ciento.
los investigadores también pudieron estimar las zonas habitables de estos pequeños planetas alrededor de ciertas estrellas., Se modelaron dos escenarios para dos tipos diferentes de estrellas: una estrella de tipo G como nuestro propio sol y una estrella de tipo M modelada a partir de una enana roja en la constelación de Leo.
los investigadores resolvieron otro misterio de larga data en nuestro propio sistema solar. Los astrónomos se han preguntado durante mucho tiempo si las lunas heladas de Júpiter Europa, Ganímedes y Calisto serían habitables si la radiación del sol aumentara. Según esta investigación, estas lunas son demasiado pequeñas para mantener el agua líquida de la superficie, incluso si estuvieran más cerca del Sol.,
«los mundos acuáticos de baja masa son una posibilidad fascinante en la búsqueda de vida, y este artículo muestra cuán diferente es probable que su comportamiento sea comparado con el de los planetas similares a la Tierra», dijo Robin Wordsworth, Profesor Asociado de Ciencias Ambientales e Ingeniería en SEAS y autor principal del estudio. «Una vez que las observaciones para esta clase de objetos sean posibles, va a ser emocionante probar estas predicciones directamente.»
Este artículo fue co-escrito por Feng Ding, un becario postdoctoral en la Escuela de ingeniería y Ciencias Aplicadas John A. Paulson de Harvard.,
