Buscando un planeta 'superhabitable' en Alpha Centauri

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A lo largo de 2014, las trayectorias superpuestas de las dos estrellas principales de Alpha Centauri nos impidieron observarlas. A medida que comenzaron a separarse, los científicos pudieron comenzar a buscar en nuestro vecino estelar más cercano cualquier signo de un planeta potencialmente superhabitable (un planeta más habitable que la Tierra misma).



Múltiples sistemas estelares, como Alpha Centauri, fueron descuidados durante mucho tiempo en la búsqueda de planetas potencialmente habitables. Se creía que la formación de dos o más estrellas difícilmente dejaría suficiente masa restante para cohesionarse en planetas, y que incluso si esos planetas fueran creados, la atracción gravitacional de una segunda estrella cercana los expulsaría de sus órbitas, ya sea empujándolos. fuera del sistema o tirando de ellos para caer en una de las estrellas. Desde el lanzamiento de Kepler, hemos encontrado varias estrellas binarias con planetas orbitando alrededor. Eso significa que ahora sabemos que los sistemas estelares binarios o incluso terciarios pueden formar planetas, incluso si la mecánica orbital es más complicada que las configuraciones de una sola estrella.

En 2008 un equipo de investigadores de las Universidades de California, San Francisco State y el Instituto SETI publicó un estudio en The Astrophysical Journal mostrando sus simulaciones por computadora de la formación de planetas alrededor de Alpha Centauri B. Para todas las posibles condiciones iniciales estudiadas, entre 1 y 4 Se crearon planetas orbitando esa estrella, de los cuales casi la mitad de ellos residirían en la zona habitable. Estas altas probabilidades de encontrar planetas en Alpha Centauri parecieron probadas en 2012 cuando un equipo europeo dirigido por Xavier Dumusque anunció la detección del planeta Alpha Centauri Bb. Desafortunadamente, no hemos podido confirmar la existencia de Alpha Centauri Bb, ya que está justo en el umbral de lo que nuestro equipo puede detectar.



La confirmación de planetas en la zona habitable de Alpha Centauri sería notable por dos razones. Primero, tal planeta está potencialmente lo suficientemente cerca, a poco más de cuatro años luz, para que lo alcancemos y lo colonicemos si usamos cohetes nucleares (la NASA ha propuesto un plan para lograr esto, denominado Proyecto Longshot). En segundo lugar, si las predicciones son precisas, deberíamos encontrar un planeta superhabitable dentro del sistema Alpha Centauri.



Echemos un vistazo a las simulaciones que predicen un planeta superhabitable en Alpha Centauri y las razones por las que los científicos creen que podrían encontrar uno allí.

Formación de planetas en Alpha Centauri B

El equipo de la Universidad de California ejecutó nueve simulaciones por computadora diferentes, variando dentro de las diferentes condiciones iniciales posibles que se esperan para el sistema Alpha Centauri. La siguiente figura muestra una de esas simulaciones, específicamente la etapa evolutiva tardía de un disco protoplanetario que inicialmente contiene 600 embriones de masa lunar. Como puede ver, debido a la atracción gravitacional de su estrella gemela, las únicas órbitas estables están dentro de las 2 UA, y después de 50 millones de años, cualquier masa más allá de las 2 UA. ha sido lanzado a órbitas muy excéntricas y migrado hacia adentro para ser acrecido por cuerpos internos, chocó con la estrella central o fue expulsado del sistema.

Formación planetaria



La siguiente figura muestra los resultados de las diversas simulaciones realizadas, mostrando los planetas resultantes para cada condición inicial, desde un disco protoplanetario con solo 400 embriones de masa lunar, hasta 900 embriones.

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En todos los casos, el modelo predice la formación de 1-4 planetas, con 42% de ellos estadísticamente probables de formarse dentro de la zona habitable.

Planetas superhabitables



La Tierra es el único planeta habitado que conocemos, por lo que tendemos a utilizarlo como referencia ideal en nuestra búsqueda de exoplanetas habitables. Esto ha llevado a la hipótesis de las tierras raras, que detalla la gran cantidad de circunstancias poco probables que fueron necesarias para que apareciera la vida en la Tierra, y concluyó que la vida compleja debe ser un fenómeno raro en todo el universo. Pero, ¿y si la Tierra no es un planeta habitable común, de la misma manera que nuestro sistema solar ha demostrado no ser un sistema planetario común? Específicamente, el sistema solar carece de una supuesta súper Tierra. Estos tipos de planetas, de 1 a 3 veces más grandes que el nuestro, han demostrado ser comunes en todo el cosmos.

La pregunta intrigante '¿qué podría hacer que un exoplaneta sea aún más habitable que la Tierra?' fue lanzado en un chat en vivo por John Armstrong de la Weber State University. Inspiró más investigaciones de René Heller de la Universidad McMaster, catalogando la lista de propiedades que ayudan a hacer un mundo habitable y estudiando qué tipos de planetas y lunas se ajustan mejor a esos criterios. Este estudio refuta la hipótesis de las tierras raras, concluyendo que la Tierra es solo un mundo marginalmente habitable, ya que necesitaba tantas circunstancias poco probables para el surgimiento de la vida. Existe una variedad de procesos que pueden hacer que las condiciones ambientales en un planeta o luna sean más benignas para la vida que en la Tierra.

los zona habitable de una estrella es solo un marco de referencia, pero no debemos limitar nuestras búsquedas a él. Las fuerzas de las mareas y el efecto invernadero pueden convertir un planeta habitable en inhabitable o crear un mundo habitable más allá de la zona típica de Ricitos de Oro. Marte, por ejemplo, se encuentra dentro de la zona habitable del Sol, a pesar de que todavía tenemos que detectar vida en él.

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La luna Europa es un buen ejemplo de un cuerpo lejos de la zona habitable que las fuerzas de las mareas han hecho habitable. A lo largo del estudio, estas lunas habitables fuera de la zona Ricitos de Oro se denominan super-Europas.

A continuación, el estudio examina los diferentes factores que afectan la evolución de la vida en un planeta, identificando qué condiciones ofrecen más probabilidades de desarrollar vida que la propia Tierra. Factores como el tamaño del planeta y la estrella, la distribución continental, la profundidad del océano, la cantidad de agua presente, la actividad tectónica, la variabilidad de la temperatura de la superficie, la composición atmosférica, el escudo magnético, la velocidad de rotación, la inclinación axial, la excentricidad del Se consideran la órbita, el tipo y la cantidad de radiación recibida, la edad del sistema solar y la posibilidad de panspermia dentro del sistema.

Con todo, los investigadores concluyeron que los mundos superhabitables tenderán a orbitar alrededor de enanas naranjas, serán un poco más antiguos y dos o tres veces más masivos que la Tierra. Esto encaja perfectamente con Alpha Centauri B y los planetas que esperan allí nuestras simulaciones, lo que lo convierte en el objetivo ideal para buscar un mundo superhabitable.

Detectando planetas en Alpha Centauri B

Puede parecer extraño que podamos detectar miles de exoplanetas en sistemas a cientos de años luz de distancia y, sin embargo, no podemos confirmar la existencia de planetas en nuestra estrella más cercana, a solo cuatro años luz de nosotros.

Los exoplanetas se pueden detectar directa o indirectamente. Hasta el momento la detección directa solo ha podido mostrar exoplanetas gigantes, varias veces más grandes que Júpiter y orbitando a grandes distancias de sus estrellas. Tendremos que esperar al telescopio espacial James Webb en octubre de 2018 para poder visualizar directamente planetas más pequeños más cercanos a sus estrellas.

La detección indirecta de exoplanetas tiene dos métodos principales: detección por tránsito masivo o por velocidad radial. La mayoría de los exoplanetas confirmados han sido detectados por el método de tránsito masivo, que detecta la disminución del brillo de una estrella cada vez que la órbita de un planeta pasa frente a su estrella, cubriéndola parcialmente. Esto significa que solo los exoplanetas con órbitas que los muevan para pasar directamente entre su estrella y nosotros pueden ser detectados con este método. En el caso de Alpha Centauri, se ha estimado que solo hay un 30% de posibilidades de que sus planetas estén alineados visiblemente y sean detectables a través del transporte masivo.

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Un estudio reciente realizado por el telescopio Hubble no detectó el planeta Alpha Centauri Bb por este método, aunque esto no significa necesariamente que no exista, sino que su órbita no transitaría entre la estrella y nosotros. En cambio, se detectó otro tránsito que parece pertenecer a un planeta del tamaño de la Tierra en una órbita más lejana que Alpha Centauri Bb. Se necesitan más observaciones para confirmar la existencia del planeta.

Finalmente, está la detección de exoplanetas por el método de velocidad radial. Este método busca detectar el ligero bamboleo de la estrella motivado por la atracción gravitacional de un planeta mientras orbita alrededor de la estrella. Nuevamente, la dificultad radica en detectar pequeños exoplanetas en órbitas lejanas, ya que los exoplanetas gigantes y las órbitas cercanas ejercen tirones gravitacionales mucho mayores sobre la estrella y crean oscilaciones fácilmente visibles.

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Las encuestas que aplican este método han descartado la existencia de gigantes gaseosos en Alpha Centauri. Pero no han podido proporcionar respuestas definitivas sobre la existencia de planetas del tamaño de la Tierra, porque su atracción gravitacional está en el umbral de lo que nuestros instrumentos pueden detectar. Actualmente se están instalando instrumentos más precisos, como el SPRESSO que estaría operativo en 2016 en el Very Large Telescope en Chile con una precisión de 10 centímetros por segundo (en comparación, la atracción gravitacional de la Tierra sobre el Sol provoca una atracción de 9 centímetros por segundo). Estos nuevos instrumentos serán 10 veces más precisos que los instrumentos que se utilizan actualmente.

Nos estamos acercando rápidamente a la detección de planetas rocosos en Alpha Centauri. Según Debra Fisher, quien dirige un equipo en Yale que trabaja en la detección de planetas rocosos en el sistema, tanto su equipo como uno ubicado en Ginebra utilizarán los próximos años para desarrollar instrumentos innovadores con el objetivo de alcanzar una precisión de 10 centímetros por segundo. - un factor de diez de ganancia sobre la precisión actual. “El equipo de Ginebra está diseñando un instrumento de alta resolución, ESPRESSO, para los telescopios de 8 metros en Paranal en Chile”, dijo. “Mi equipo está diseñando EXPRES para el telescopio Discovery Channel. Como implican los acrónimos, ambos apuntamos a la extrema precisión necesaria para detectar de manera robusta planetas con masa terrestre que orbitan a distancias de zonas habitables '.

Una vez que tengamos esa capacidad, ¿quién sabe qué encontraremos?

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