El Telescopio Espacial Kepler de la NASA cambió radicalmente nuestra visión de la gran cantidad de exoplanetas que orbitan otras estrellas en nuestra galaxia, pero ¿cuántos son adecuados para la vida entre ellos?
Hoy estamos ardiendo con un abrumador deseo de comprender cuál de los más de 1000 planetas descubiertos por el Telescopio Espacial Kepler es habitable. ¿Están lo suficientemente cerca de su estrella? ¿Cómo sus superficies reflejan la luz? ¿Qué tan sesgadas son sus órbitas?
El nuevo documento, que fue reconocido por Astrophysical Journal y publicado anteriormente en el sitio arxiv.org, propone tener en cuenta todos estos factores y clasificar los planetas según su "índice de habitabilidad".
Esto ayudará a priorizar qué planetas deben considerarse más de cerca, dice Rory Barnes, científico investigador y profesor de astronomía en la Universidad de Washington. Discutió con Discovery News cómo funcionará este índice.
Características principales
Diagrama de lo que sucede con la curva de luz de una estrella cuando el planeta pasa frente a ella
Cuando un exoplaneta pasa por delante de una estrella y se puede observar a través de un telescopio, como Kepler, entonces se pueden ver cuatro características principales, como dice Barnes: el período orbital (cuánto tiempo lleva recorrer la estrella), la duración de la transición (cuánto tiempo lleva para hacer la transición), la profundidad de transición (cuánta luz se bloquea) y el tiempo entre las transiciones.
"Solo estos datos no son suficientes para sacar conclusiones sobre la habitabilidad", dice Barnes. "No estamos hablando de la masa, el radio y el brillo de la estrella, estas son las cosas que definitivamente necesitamos saber acerca de los planetas" en cuestión "". Esto generalmente significa que los datos de conversión no son suficientes. Los astrónomos obtienen información más detallada al observar el "balanceo" de la estrella a medida que el planeta orbita a su alrededor. Este método es conocido como el método de velocidad radial. Esto proporciona información adicional, por ejemplo, sobre la masa de exoplanetas y órbita planetaria.
Paso 1: inspecciona las estrellas brillantes
Ilustración artística de TESS (satélite, examen de exoplanetas de transición) y planetas que pasan frente a una estrella
En 2017 o 2018, el satélite de la NASA que examina los exoplanetas transitorios (TESS) comenzará a explorar planetas que pasan frente a estrellas brillantes. Si la estrella está cerca de la Tierra, tendremos más información disponible simplemente porque es más grande en el visor que el tamaño de la estrella, o porque es más brillante, por ejemplo, a través de la astrosismología, la ciencia de los "terremotos estelares".
"Este es uno de los mayores beneficios de TESS", dijo Barnes. "El satélite TESS mira las estrellas cercanas que son mucho más brillantes, por lo que podemos usar métodos más complejos".
Paso 2: Presente los modelos climáticos
Esta ilustración de arte muestra el exoplaneta OGLE-2005-BLG-390L b, que se estima tiene una temperatura de superficie de solo 50 grados Kelvin (-370 grados Fahrenheit o -223 grados Celsius)
Puede usar varios parámetros que están disponibles para nosotros (la cantidad de luz que está bloqueada, el tamaño de la órbita) para ver cuánta radiación llega al planeta.
El problema, sin embargo, es que también necesitamos saber cuánta luz puede reflejar un planeta. El hielo refleja más luz que el agua o la tierra. Esto significa que un planeta de hielo tendrá una temperatura superficial más baja que un planeta con mucha agua. Por la masa del planeta, no siempre está claro si es gaseoso (como Neptuno) o rocoso (como Tierra), o algo promedio. Esto hace que los cálculos sean aún más complicados.
Paso 3: presente excentricidad
Este esquema del Sistema Solar muestra cuánto se desplazan las órbitas de los planetas enanos de Plutón y Eris en comparación con otros planetas.
Pero hay otra gran pregunta: ¿cuánto cambia la órbita del planeta? Es casi imposible determinar de acuerdo con los datos de conversión sin tener otra información.
Si el planeta está cerca de su estrella, más radiación llegará a su superficie. Si el planeta está lejos de su estrella, la radiación será menor. Si un planeta se mueve abruptamente muy cerca de una estrella, luego se aleja una distancia larga, la cantidad de radiación también cambia dramáticamente.
"Esto es algo así como una danza entre el albedo y la excentricidad, que determina en gran medida qué tan residencial es el planeta", dijo Barnes. "La excentricidad es más fácil de determinar si hay varios planetas en el sistema, ya que puedes ver cómo interactúan sus órbitas entre sí".
Índice de habitabilidad
El índice de habitabilidad clasificará planetas como Kepler-62F, una pequeña super-Tierra, como se muestra en esta imagen artística.
Barnes y sus colegas derivaron una fórmula por la cual es muy probable que determine si un planeta en particular merece un estudio más detallado. Su índice de habitabilidad es el producto de ciertos componentes planetarios que hacen posible crear un mundo habitado: radiación estelar que cae sobre la superficie, desplazamiento orbital (excentricidad), albedo y rocosidad.
Él recomienda usar la fórmula de la siguiente manera:
- Los datos de transición pueden engañarte: te parece que hay un planeta allí, cuando en realidad es solo un hoyuelo de luz que aparece debido a los puntos en la estrella. Debes usar un método alternativo para confirmar la presencia de un planeta. Por ejemplo, el método de la velocidad radial, es decir, para observar las oscilaciones de la estrella;
- Tan pronto como obtenga más datos después de las mediciones utilizando el método de velocidad radial, como la excentricidad, exponga los planetas de acuerdo con un esquema de clasificación. Aquellos con las características más favorables deben examinarse a través de un número mayor de telescopios para obtener información más confiable;
Espera que los astrónomos que usan TESS, el telescopio James Webb (que llegará pronto) y otras herramientas puedan hacer que sus búsquedas de habitabilidad sean más efectivas aplicando un índice.
"Los recursos necesarios para explorar pueden ser significativos, especialmente para los planetas más pequeños", dijo Barnes. "Nuestro esquema de clasificación ayudará a resaltar más candidatos prioritarios para probar su habitabilidad".
