mayo 2011 ~ Astrofrontera

Articulo publicado el 17 de Mayo por el CNRS

El sistema planetario de la estrella enana Gliese 581, uno de los vecinos más cercanos del Sol, es objeto de numerosos estudios desde hace varios años, sobre todo para detectar el primer planeta extrasolar potencialmente habitable. Un equipo del Laboratorio de Meteorología Dinámica (CNRS / UPMC / ENS / Ecole Polytechnique) del Instituto Pierre-Simon Laplace, en París, de hecho, acaba de poner de relieve que podría ser favorable para la vida tal y como la conocemos en la Tierra . Estos resultados fueron publicados en The Astrophysical Journal Letters.

¿Hay en el universo otros planetas habitados como la Tierra, o por lo menos propicios para la vida tal como la conocemos? El descubrimiento de un planeta se ha convertido en una búsqueda de muchos astrofísicos, que están buscando los planetas rocosos en las "zonas habitables" o “zonas ricitos de oro” de las estrellas: un área donde la distancia entre los planetas que orbitan sus estrellas permite las suaves temperaturas, compatibles con la presencia de agua líquida en la superficie y por lo tanto potencialmente para la formación de vida.

Anteriormente en esta búsqueda, los planetas alrededor de la estrella Gliese 581 han generado más esperanzas. En 2007, los científicos anunciaron el descubrimiento de dos planetas rocosos (Gliese 581d, y Gliese 581c) en el límite de la zona habitable. Gliese 581d fue rápido juzgado como demasiado frío, Gliese 581c, más cerca, era considerado como el primer planeta potencialmente habitable descubierto en el pasado, antes de que los climatólogos descartaran esta hipótesis. Nueva pista en 2010 con 581g Gliese - apodado "el mundo de Zarmina" – de aproximadamente el tamaño de la Tierra y situado en la zona “ricitos de oro”. Los astrofísicos inicialmente pensaron que podría ser el primer gemelo de la Tierra fuera de nuestro sistema solar, pero el análisis reveló que Gliese 581g simplemente no existe! Su detección falsa fue resultante del producto de las mediciones del ruido e interferencias.

Simulación numérica del clima posible Gliese 581 d. Los colores corresponden a las temperaturas de superficie fría (azul) en caliente (rojo).Las flechas representan los vientos en la altura de km 2.

Hoy es el último, un tercer planeta en el sistema, Gliese 581d, el que podría convertirse en el primer planeta potencialmente habitable que se haya descubierto. El equipo de Robin Wordsworth y François Forget del Laboratorio de Meteorología Dinámica (CNRS / UPMC / ENS / Escuela Politécnica) en el Instituto Pierre Simon Laplace, en París, en colaboración con un investigador del Laboratorio de Astrofísica de Burdeos de Francia (CNRS / Universidad Burdeos 1) han revisado este planeta Gliese 581d. Sabemos que es probablemente un planeta rocoso, aproximadamente el doble de grande que la Tierra y siete veces más masivo. Recibe menos de un tercio de la radiación solar que recibe la Tierra y puede ser "fijado por marea", lo que significa que un lado del planeta siempre se enfrenta al Sol, lo que le daría lado diurno y nocturno permanente, como en el caso de la Luna alrededor de la Tierra. En estas condiciones, se temía que la atmósfera y el agua del planeta se condensara completamente en el lado nocturno, lo cual prohíbe la existencia de un clima propicio para el agua líquida y vida.

Los mapas de temperatura de la superficie de Gliese 581d modelado con una atmósfera de CO2 y 20 barras de diferentes velocidades de rotación del planeta. Estas simulaciones diferentes para examinar el caso en que Gliese 581 d gira lentamente sobre sí mismo o uno donde las fuerzas de marea gravitatoria han cerrado con una cara diurna permanente y el otro envuelto en una noche perpetua. En todos los casos, la temperatura permite la presencia de agua líquida en el planeta.

Para probar esta hipótesis, los investigadores han desarrollado un modelo numérico capaz de simular el clima de los posibles exoplanetas. Esta herramienta de nueva generación, no se basa en los modelos de la Tierra para estudios meteorológicos y del clima sino que se basa en principios físicos más fundamentales. Este modelo les permitió estudiar una serie de condiciones mucho más amplias que un modelo convencional, incluyendo la posibilidad de incluir una mezcla de gases, nubes y aerosoles en la atmósfera de Gliese 581d. Para su sorpresa, descubrieron que en el caso de una densa atmósfera de dióxido de carbono (un escenario muy probable en un planeta tan grande si se basa en nuestra experiencia en el sistema solar), Gliese 581d podría no sólo evitar la condensación de la atmósfera, si no que debido a los niveles de CO2 y gases de efecto invernadero puede capturar calor fácilmente y ser lo suficientemente caliente como para permitir la formación de los océanos, las nubes y la lluvia.

Una de las claves de este clima se relaciona con la "dispersión de Rayleigh" de la atmósfera, el fenómeno que da al cielo de la Tierra su color azul. Alrededor de una estrella como el sol, la dispersión de Rayleigh limita el calentamiento de los planetas con una atmósfera densa, porque una gran parte de la luz azul se refleja hacia el espacio por la atmósfera. En el caso de la estrella enana Gliese 581 en la que la radiación es en su mayoría de color rojo y por lo tanto insensible a este efecto, puede penetrar profundamente en la atmósfera y llegar a la superficie del planeta. Por otra parte, el modelado de la circulación atmosférica muestra que el calentamiento por la estrella es eficiente y distribuido alrededor de la atmósfera del planeta, lo que evita la condensación del agua de la atmósfera y el hielo.

Gliese 581d se encuentra a tan sólo 20 años luz de la Tierra, haciendo de ella uno de nuestros vecinos más cercanos fuera de nuestro sistema solar. Por ahora, por supuesto, no se trata de soñar con el viaje interestelar (la sonda más distante enviada por el hombre, la Voyager 1, tardaría más de 300.000 años en recorrer la distancia). Sin embargo, esta cercanía permitirá a los futuros telescopios detectar directamente la atmósfera de Gliese 581d. De hecho, es posible que este planeta pudiese ser habitable, también es concebible que pudiera mantener una gruesa capa de hidrógeno (como Urano y Venus) o, por el contrario, en la primera parte de su existencia, el fuerte viento solar de la joven estrella ha quemado por completo su atmósfera. Para decidir entre estas hipótesis, el equipo de Robin Wordsworth ofrece algunas observaciones que las pruebas de los astrónomos pueden lograr en un futuro próximo con un telescopio lo suficientemente potente.

Si se demuestra que es posible la vida en Gliese 581d, sería un lugar extraño para visitar: su atmósfera densa y una capa espesa de nubes sumiría a la superficie en un color rojizo oscuro con el doble de la gravedad de la Tierra. El caso de Gliese 581d ilustra la variedad de posibles climas futuros en los planetas de la galaxia, una diversidad aún mayor de lo que se utilizan en el sistema solar. También nos muestra que para ser propicio para la vida, un planeta no tiene por qué parecerse a la Tierra