¿Cuánto tiempo podría ser habitable un planeta rocoso, similar a Marte, si orbitara una estrella enana roja? Es una pregunta compleja pero que la misión Atmosfera de Marte y Evolución volátil de la NASA puede ayudar a responder.
"La misión MAVEN nos dice que Marte perdió cantidades sustanciales de su atmósfera con el tiempo, cambiando la habitabilidad del planeta", dijo David Brain, co-investigador MAVEN y profesor del Laboratorio de Física Atmosférica y Espacial de la Universidad de ColoradoBoulder: "Podemos usar Marte, un planeta del que conocemos mucho, como laboratorio para estudiar planetas rocosos fuera de nuestro sistema solar, del que aún no sabemos mucho".
En la reunión de otoño de la Unión Geofísica Americana el 13 de diciembre de 2017, en Nueva Orleans, Luisiana, Brain describió cómo las ideas de la misión MAVEN podrían aplicarse a la habitabilidad de los planetas rocosos que orbitan otras estrellas.
MAVEN lleva un conjunto de instrumentos que han estado midiendo la pérdida atmosférica de Marte desde noviembre de 2014. Los estudios indican que Marte ha perdido la mayor parte de su atmósfera en el espacio con el tiempo a través de una combinación de procesos químicos y físicos. Los instrumentos de la nave espacial fueron elegidospara determinar cuánto contribuye cada proceso al escape total.
En los últimos tres años, el Sol ha pasado por períodos de actividad solar cada vez más alta, y Marte también ha experimentado tormentas solares, erupciones solares y eyecciones de masa coronal. Estas condiciones variables le han dado a MAVEN la oportunidad de observar el escape atmosférico de Marteponerse en marcha y marcar.
Brain y sus colegas comenzaron a pensar en aplicar estas ideas a un hipotético planeta similar a Marte en órbita alrededor de algún tipo de estrella M, o enana roja, la clase más común de estrellas en nuestra galaxia.
Los investigadores hicieron algunos cálculos preliminares basados en los datos de MAVEN. Al igual que con Marte, asumieron que este planeta podría estar posicionado en el borde de la zona habitable de su estrella. Pero debido a que una enana roja es más tenue en general que nuestro Sol, unel planeta en la zona habitable tendría que orbitar mucho más cerca de su estrella de lo que Mercurio está del Sol.
El brillo de una enana roja en las longitudes de onda ultravioleta UV extremas combinadas con la órbita cercana significaría que el planeta hipotético sería golpeado con aproximadamente 5 a 10 veces más radiación UV que el Marte real. Eso aumenta la cantidad deenergía disponible para alimentar los procesos responsables del escape atmosférico. En base a lo que MAVEN ha aprendido, Brain y sus colegas calcularon cómo responderían los procesos de escape individuales a la activación de los rayos UV.
Sus cálculos indican que la atmósfera del planeta podría perder de 3 a 5 veces más partículas cargadas, un proceso llamado escape de iones. Se podrían perder alrededor de 5 a 10 veces más partículas neutras a través de un proceso llamado escape fotoquímico, que ocurre cuando se rompe la radiación UVmoléculas separadas en la atmósfera superior.
Debido a que se crearían más partículas cargadas, también habría más chisporroteo, otra forma de pérdida atmosférica. Las salpicaduras ocurren cuando las partículas energéticas se aceleran hacia la atmósfera y golpean a las moléculas, arrojando algunas de ellas al espacio y enviando a otras a estrellarsesus vecinos, como lo hace una bola blanca en un juego de billar.
Finalmente, el planeta hipotético podría experimentar aproximadamente la misma cantidad de escape térmico, también llamado escape de Jeans. El escape térmico ocurre solo para moléculas más ligeras, como el hidrógeno. Marte pierde su hidrógeno por escape térmico en la parte superior de la atmósfera.exo-Marte, el escape térmico aumentaría solo si el aumento de la radiación UV empujara más hidrógeno a la parte superior de la atmósfera.
En conjunto, las estimaciones sugieren que orbitar en el borde de la zona habitable de una estrella tranquila de clase M, en lugar de nuestro Sol, podría acortar el período habitable para el planeta en un factor de aproximadamente 5 a 20. Para un M-estrella cuya actividad se amplifica como la de un demonio de Tasmania, el período habitable podría reducirse por un factor de aproximadamente 1,000, reduciéndolo a un simple parpadeo en términos geológicos. Las tormentas solares por sí solas podrían golpear al planeta con radiaciónestalla miles de veces más intenso que la actividad normal de nuestro sol.
Sin embargo, Brain y sus colegas han considerado una situación particularmente desafiante para la habitabilidad al colocar a Marte alrededor de una estrella de clase M. Un planeta diferente podría tener algunos factores atenuantes, por ejemplo, procesos geológicos activos que reponen la atmósfera hasta cierto punto,un campo magnético para proteger la atmósfera de la remoción por el viento estelar, o un tamaño más grande que le da más gravedad para aferrarse a la atmósfera.
"La habitabilidad es uno de los temas más importantes en astronomía, y estas estimaciones demuestran una forma de aprovechar lo que sabemos sobre Marte y el Sol para ayudar a determinar los factores que controlan si los planetas en otros sistemas podrían ser adecuados para la vida", dijo BruceJakosky, investigador principal de MAVEN en la Universidad de Colorado Boulder.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por NASA / Centro de vuelo espacial Goddard . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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