Astrónomos encuentran potencial mundo habitable a 31 años luz de distancia.

A solo 31 años luz de distancia, los astrónomos han identificado un mundo del tamaño de la Tierra increíblemente raro que orbita a una distancia de su estrella que debería ser hospitalaria para la vida tal como la conocemos.

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Concepción artística de un exoplaneta rocoso con la masa de la Tierra como Wolf 1069 b orbitando una estrella enana roja. Si el planeta hubiera conservado su atmósfera, es muy probable que tuviera agua líquida y condiciones habitables en una amplia área de su lado diurno. Crédito: NASA/Centro de Investigación Ames/Daniel Rutter. ​

Uno de los objetivos más emocionantes de la investigación de exoplanetas es encontrar un mundo habitable similar al nuestro. Sin embargo, de los más de 5000 exoplanetas que los astrónomos han descubierto hasta ahora, solo alrededor del 1,5 % tienen masas inferiores a dos masas terrestres, y casi una docena de ellos pueblan la llamada zona habitable circunestelar —el rango en un sistema planetario donde el agua puede mantener una forma líquida en la superficie del planeta—.

Las observaciones capaces de encontrar planetas de masa tan baja siguen siendo un gran desafío. Una forma de mejorar las posibilidades es sondear estrellas de baja masa en busca de firmas de planetas en órbita. Y esto es precisamente lo que hicieron Diana Kossakowski y sus colegas en el marco del programa CARMENES. Este proyecto, con importantes contribuciones del Instituto Max Planck de Astronomía (MPIA) en Heidelberg, Alemania, utiliza el Observatorio de Calar Alto en España.

«Cuando analizamos los datos de la estrella Wolf 1069, descubrimos una señal clara y de baja amplitud de lo que parece ser un planeta de aproximadamente la masa de la Tierra. Orbita alrededor de la estrella en 15,6 días a una distancia equivalente a una quinceava parte de la separación entre la Tierra y el Sol», dice Kossakowski del MPIA, autora principal del estudio que detalla el hallazgo.

A pesar del rango cercano, este planeta, llamado Wolf 1069 b, solo recibe alrededor del 65 % de la energía de lo que la Tierra obtiene del Sol. En comparación con las propiedades solares, Wolf 1069 emite mucha menos radiación y su superficie es más fría, lo que hace que la estrella parezca naranja. Estas propiedades dan como resultado una potencia de calentamiento reducida.

«Como resultado, la llamada zona habitable se desplaza hacia adentro», explica Kossakowski.

Por lo tanto, los planetas alrededor de estrellas enanas rojas como Wolf 1069 pueden ser habitables aunque estén mucho más cerca que la Tierra del Sol.

¿Qué tan habitable es Wolf 1069 b?

Por supuesto, se necesita más que agua líquida para formar un planeta habitable. Al igual que en la Tierra, una atmósfera que provoca un efecto invernadero natural puede contribuir a elevar la temperatura media por encima de los 250 Kelvin (-23 °C) calculados para Wolf 1069 b. Este valor supone un planeta rocoso muy básico.

No obstante, los astrónomos calcularon que si tuviera una atmósfera similar a la de la Tierra, la temperatura media podría aumentar hasta 286 Kelvin (+ 13 °C), manteniendo el agua líquida en una gran región del lado del planeta que mira hacia la estrella. Esto debido a que protegería contra la radiación electromagnética de alta energía y las partículas que provienen del espacio interestelar o de la estrella central.

Y es que las estrellas enanas rojas, en particular, son notorias por su actividad que conduce a vientos estelares masivos e intensa radiación ultravioleta. Similar a lo que el Sol le hizo a Marte, pueden quitar la atmósfera de un planeta, lo que hace que sus superficies sean estériles. Pero ese no sería el caso para el reciente hallazgo.

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Mapa de temperatura superficial simulado de Wolf 1069 b, suponiendo una atmósfera moderna similar a la de la Tierra. El mapa está centrado en el punto que siempre mira hacia la estrella central. Las temperaturas se dan en Kelvin (K). 273,15 K corresponde a 0 °C. El agua líquida sería posible en la superficie del planeta dentro de la línea roja. Crédito: Kossakowski et al. (2023) / MPIA. ​

A diferencia de Próxima Centauri con sus dos planetas confirmados, Wolf 1069 parece benigna, y las observaciones no indican ningún tipo de actividad estelar dañina.

Así, basado en simulaciones por computadora que utilizan modelos climáticos complejos, el equipo concluye que el planeta podría mantener temperaturas moderadas y agua líquida superficial para una amplia gama de condiciones atmosféricas y tipos de superficie, sobre todo si desarrolló y mantuvo su atmósfera desde el principio. Incluso, sostienen, es posible que Wolf 1069 b tenga un campo magnético similar —aunque más débil— al de la Tierra.

Días y noches eternos.

Si bien Wolf 1069 b es un candidato prometedor por sus condiciones de habitabilidad, hay una propiedad peculiar que comparte con prácticamente todos los planetas en las zonas habitables de las estrellas enanas rojas. Es probable que su rotación esté bloqueada por mareas en su órbita alrededor de la estrella anfitriona. En otras palabras, una rotación alrededor de su eje toma tanto tiempo como una revolución completa.

Como el mismo lado siempre mira a la estrella, experimenta el día eterno mientras que siempre hay noche en el hemisferio opuesto. El mismo fenómeno nos permite ver siempre el mismo lado de la Luna.

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Ilustración que compara tres sistemas de exoplanetas de estrellas enanas rojas que albergan planetas de la masa de la Tierra. Los anillos verdes indican las zonas habitables individuales. Crédito: MPIA/J. Neidel.

Las fuerzas de marea deforman ligeramente el planeta alejándolo de su forma simétrica hacia un elipsoide. Esto hace que la gravedad de la estrella actúe de manera diferente en la superficie del planeta, lo que resulta en un efecto de frenado. Con el tiempo, el período de rotación se acerca gradualmente al período orbital. La efectividad del bloqueo de marea depende de la distancia a la estrella y su masa.

Para las estrellas enanas rojas, ese rango coincide ampliamente con la ubicación de la zona habitable. Como resultado, las condiciones potencialmente habitables solo ocurren en un área confinada en el lado diurno del planeta.

Futura caracterización de exoplanetas

Con una distancia de 31 años luz, Wolf 1069 b es el sexto planeta de masa terrestre más cercano a la zona habitable de su estrella anfitriona. Debido a sus perspectivas favorables con respecto a la habitabilidad, se encuentra entre un pequeño grupo ilustre de objetivos —como Próxima Centauri b y TRAPPIST-1 e— para buscar firmas biológicas. Por desgracia, tales observaciones están actualmente más allá de las capacidades de la investigación astronómica.

«Probablemente tendremos que esperar otros diez años para esto», señala Kossakowski. «Aunque es crucial que desarrollemos nuestras instalaciones teniendo en cuenta que la mayoría de los mundos potencialmente habitables más cercanos se detectan solo a través del método RV (de velocidad radial)».

El Extremely Large Telescope (ELT), que está en construcción en Chile, podría ser capaz de caracterizar las condiciones de esos planetas. Hasta entonces, Kossakowski y su equipo esperan encontrar candidatos más interesantes como Wolf 1069 b.

Fuente: http://www.mpia.de/news/science/2023-02-wolf1069b