Planeta en un sistema de estrellas dobles con zona habitable

Hace casi medio siglo, los creadores de Star Wars imaginaron un planeta sustentador de vida, Tatooine, orbitando un par de estrellas. Ahora, 44 años después, los científicos han encontrado nueva evidencia de que cinco sistemas conocidos con múltiples estrellas, Kepler-34, -35, -38, -64 y -413, son posibles candidatos para sustentar la vida. Un marco matemático desarrollado recientemente permitió a los investigadores de la Universidad de Nueva York en Abu Dabi y la Universidad de Washington demostrar que esos sistemas, entre 2.764 y 5.933 años luz de la Tierra, en las constelaciones de Lira y el Cisne, sustentan una “zona habitable” permanente, una región alrededor de estrellas en las que el agua líquida podría persistir en la superficie de cualquier planeta similar a la Tierra aún no descubierto.

De estos sistemas, se sabe que Kepler-64 tiene al menos cuatro estrellas orbitando entre sí en su centro, mientras que los otros tienen dos estrellas. Se sabe que todos tienen al menos un planeta gigante del tamaño de Neptuno o más. Este estudio, publicado en Frontiers in Astronomy and Space Sciences, es una prueba de principio de que la presencia de planetas gigantes en sistemas binarios no excluye la existencia de mundos potencialmente sustentadores de vida.

Es mucho más probable que la vida evolucione en planetas ubicados dentro de la zona habitable de su sistema, al igual que en la Tierra. Aquí investigamos si existe una zona habitable dentro de nueve sistemas conocidos con dos o más estrellas orbitadas por planetas gigantes. Demostramos por primera vez que Kepler-34, -35, -64, -413 y especialmente Kepler-38 son adecuados para albergar mundos similares a la Tierra con océanos“, comenta el autor del estudio, el Dr. Nikolaos Georgakarakos, investigador asociado de la División de Ciencias de la Universidad de Nueva York en Abu Dhabi.

“Lo que hemos demostrado aquí es que en una gran fracción de esos sistemas los planetas similares a la Tierra pueden permanecer habitables incluso en presencia de gigantes planetas

El consenso científico es que la mayoría de estrellas albergan planetas. Desde 1992, se han descubierto exoplanetas a un ritmo acelerado: hasta ahora se han confirmado 4.375, de los cuales 2.662 fueron detectados por primera vez por el telescopio espacial Kepler de la NASA durante su misión 2009-2018 para estudiar la Vía Láctea. El telescopio TESS de la NASA y misiones de otras agencias han encontrado más exoplanetas, mientras que la Agencia Espacial Europea debe lanzar su nave espacial PLATO para buscar exoplanetas en 2026.

Doce de los exoplanetas descubiertos por Kepler son “circumbinarios”, es decir, orbitan un par cercano de estrellas. Los sistemas binarios son comunes y se estima que representan entre la mitad y las tres cuartas partes de todos los sistemas estelares. Hasta ahora, sólo se han descubierto exoplanetas gigantes en sistemas binarios, pero es probable que los planetas y lunas más pequeños, similares a la Tierra, simplemente hayan escapado a la detección. Se espera que las interacciones gravitacionales dentro de sistemas de estrellas múltiples, especialmente si contienen otros cuerpos grandes como planetas gigantes, hagan que las condiciones sean más hostiles para el origen y supervivencia de la vida: por ejemplo, los planetas podrían estrellarse contra las estrellas o escapar de la órbita, mientras que aquellos exoplanetas similares a la Tierra que sobreviven desarrollarán órbitas elípticas, experimentando fuertes cambios cíclicos en la intensidad y el espectro de la radiación.

Sabemos desde hace un tiempo que los sistemas estelares binarios sin planetas gigantes tienen el potencial de albergar mundos habitables. Lo que hemos demostrado aquí es que en una gran fracción de esos sistemas los planetas similares a la Tierra pueden permanecer habitables incluso en presencia de gigantes planetas“, comenta el coautor, el profesor Ian Dobbs-Dixon, también de la Universidad de Nueva York en Abu Dhabi.

El equipo investigador se basa en estudios previos para predecir la existencia, ubicación y extensión de la zona habitable permanente en sistemas binarios con planetas gigantes. Primero derivan ecuaciones que toman en cuenta la clase, masa, luminosidad y distribución de energía espectral de las estrellas; el efecto gravitacional añadido del planeta gigante; la excentricidad (es decir, el grado de elipticidad de la órbita), el semieje mayor y el período de la órbita hipotética del planeta similar a la Tierra; la dinámica de la intensidad y el espectro de la radiación estelar que incide sobre su atmósfera; y su “inercia climática”, es decir, la velocidad a la que la atmósfera responde a los cambios en la irradiación. Luego, observan nueve sistemas estelares binarios conocidos con planetas gigantes, todos descubiertos por el telescopio Kepler, para determinar si existen zonas habitables en ellos y si son “lo suficientemente silenciosas” para albergar mundos potencialmente sustentadores de vida.

“Incluso los sistemas estelares binarios con planetas gigantes son objetivos candentes en la búsqueda de la Tierra 2.0.

Los autores muestran por primera vez que existen zonas habitables permanentes en Kepler-34, -35, -38, -64 y -413. Esas zonas tienen entre 0,4 y 1,5 unidades astronómicas (au) de ancho, comenzando a distancias entre 0,6 y 2 au desde el centro de masa de las estrellas binarias.

En contraste, la extensión de las zonas habitables en otros dos sistemas binarios, Kepler-453 y -1661, es aproximadamente la mitad del tamaño esperado, porque los planetas gigantes en esos sistemas desestabilizarían las órbitas de mundos habitables adicionales. Por la misma razón Kepler -16 y -1647 no pueden albergar planetas habitables adicionales en absoluto. Por supuesto, existe la posibilidad de que exista vida fuera de la zona habitable o en lunas que orbitan alrededor de los planetas gigantes, pero eso puede ser un terreno menos deseable para nosotros“, indica el coautor Dr. Siegfried Eggl de la Universidad de Washington.

Nuestro mejor candidato para albergar un mundo potencialmente habitable es el sistema binario Kepler-38, aproximadamente a 3.970 años luz de la Tierra, y se sabe que contiene un planeta del tamaño de Neptuno“, asegura Georgakarakos.

Nuestro estudio confirma que incluso los sistemas estelares binarios con planetas gigantes son objetivos candentes en la búsqueda de la Tierra 2.0. ¡Cuidado, Tatooine, estamos llegando!

Fuente: Frontiers in Astronomy and Space Sciences.

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