Encontrando los límites de la zona habitable [1]
Antecedentes
El
número de exoplanetas confirmados es arriba de 648. Pero, ¿Cuántos de esos
planetas pueden albergar vida? estimamos que cuales exoplanetas podrían
sostener vida haciendo la asunción de que la vida requiere la presencia de agua
líquida. La zona habitable de una estrella describe el rango de las distancias
a la estrella en la que un planeta podría orbitar y todavía tener superficie de
agua líquida. Si el planeta está demasiado cerca de su estrella, el agua se
pierde debido a las altas temperaturas. Si el planeta está demasiado lejos, las
temperaturas son tan bajas que el agua se congela. Hemos hablado mucho sobre la
zona habitable aquí en este sitio, incluyendo la zona habitable alrededor de estrellas
binarias y enanas blancas y marrones, y la habitabilidad de los planetas vagos.
Si
estamos buscando vida extraterrestre, el siguiente paso es determinar cuántos
de los exoplanetas actualmente conocidos orbitan en la zona habitable de sus
estrellas. Pero, ¿Dónde exactamente esta la zona habitable de una estrella en
concreto? Lo más actual estima los límites de la zona habitable y Kasting
(1993) y otros usan un modelo climatológico planetario. En este papel, algunos
de los autores originales del papel de Kasting se unen con nuevos
investigadores para mejorar el modelo y encontrar nuevos límites de la zona
habitable en nuestro sistema solar y alrededor de otras estrellas. Estas
mejoras estiman que los límites de la zona habitable nos permitirán determinar cuáles
de los exoplanetas conocidos orbitan en la zona habitable de sus estrellas, lo
cual enangosta la lista de cuales planetas deberíamos observar más cuidadosa y
cercanamente por señales de vida.
Encontrando los límites de la zona
habitable
La
zona habitable es tradicionalmente definida para un planeta como la tierra con
una atmósfera rica en dióxido de carbono, agua y nitrógeno. En el modelo 1-D
descrito en este papel, el modelo de la atmosfera está dividido en 101 capas
verticales. El modelo calcula el flujo para reproducir una temperatura
superficial determinada en una radiante transferencia dentro de la atmosfera. El
modelo de planetas con atmosferas ricas en CO2 es usado para estudiar el límite
exterior de la zona habitable. Estos planetas pueden mantener sus superficies
calientes más allá de las estrellas debido al efecto invernadero, pero
eventualmente el CO2 se condensará fuera
de la atmósfera, lo cual bloqueará la luz de la estrella y enfriará la
superficie. Los modelos de planetas con atmósferas ricas en H2O son usados para
estudiar el límite interior de la zona habitable. En altas temperaturas, mucho
del agua existe en la atmósfera, donde se pierde cuando fotones entrantes evaporan
las moléculas de H2O (vía fotolisis) permitiendo que el hidrogeno escape.
El
modelo climático de Kasting y otros (1993) estimó que los límites internos y
externos de la zona habitable del sistema solar están localizados en 0.95 y
1.67 unidades astronómicas respectivamente. Los autores de este estudio
actualizan este estudio incluyendo la dispersión de Rayleigh por vapor de agua,
nuevos coeficientes de absorción para H2O y CO2. Ellos prueban y verifican el
modelo actualizando comparando sus resultados con el modelo inteligente por D.
Crisp.
Resultados
Los
autores pueden estimar nuevos límites para la zona habitable alrededor de una
estrella como el sol. El resultado es un rango de 0.99-1.70 por una estrella de
masa solar (ver figura 1), queriendo decir que la tierra está vagamente dentro
de la zona habitable del sol, pero no necesitas preocuparte demasiado porque
este estudio ignora los efectos de las nubes de agua, las cuales reflejan algo
de la luz del sol y el frío de la superficie terrestre, empujando adentro el
limite interior de la zona habitable.
Los
autores también exploran el rango de la zona habitable para planetas más
pequeños (1 masa de marte) y más largos (10 masas terrestres). Finalmente,
ellos aplican su modelo de diferente tipo espectrales asumiendo diferentes
temperaturas estelares, lo cual implica diferentes flujos solares a una
distancia dada de la estrella. Esto les permite discutir la posibilidad de
ciertos exoplanetas recientemente descubiertos orbitando en las zonas
habitables de sus estrellas (ver figura 2). Esta nueva zona habitable estima
que nos dará una mejor idea de los exoplanetas a los cuales darles seguimiento
con estudio detallado mientras buscamos planetas habitables más allá de la
tierra.
[1] El
presente artículo es una traducción directa del inglés, que puede ser
consultado en este enlace: https://astrobites.org/2013/02/07/finding-the-edges-of-the-habitable-zone/
