Habitabilitat en sistemes de nanes grogues
La habitabilitat en sistemes de nanes grogues definix l'aptitut per a la vida dels exoplanetas pertanyents a estreles d'este tipo. Estos sistemes són objecte d'estudi entre la comunitat científica per ser considerats els més idòneus per a albergar organismes vius junt als pertanyents a estreles de tipo K.[1]

Les nanes grogues comprenen a les de tipo G de la seqüència principal, en massas d'entre 0.9 i 1.1 M☉[2] i temperatures superficials d'entre 5000 i 6000 K, com el Sol.[3] Són les terceres més comunes en la galàxia de la Via Làctea[2] i les úniques en les que la zona habitable coincidix per complet en la zona de habitabilitat ultravioleta.[4]
ya que la zona habitable se situa més llunt en estreles més massives i lluminoses, la separació entre l'astre principal i el confín intern d'esta regió és major en les nanes grogues que en les nanes roges i taronges.[5] Per tant, els planetes ubicats en esta zona de les estreles de tipo G es troben a resguart de les intenses emissions estelars que es produïxen despuix de la seua formació i no es veuen tan afectats per l'influència gravitatoria del seu astre com aquells pertanyents a cossos estelars de menor tamany.[6][7] D'esta manera, tots els planetes situats en la zona de habitabilitat de les estreles d'este tipo regloten el llímit d'acoplament de marea i, per tant, el seu rotació no està sincronisada en la seua òrbita.[7]
La Terra, en òrbita entorn a una nana groga, representa l'únic eixemple conegut de habitabilitat planetària. Per esta raó, el principal objectiu en el camp de l'exoplanetología és trobar un planeta anàlec a la Terra que reunixca les seues característiques principals, com a tamany, temperatura mija i localisació entorn a una estrela similar al Sol.[8][9] No obstant, les llimitacions tecnològiques dificulten la troballa d'estos objectes per l'escassa freqüència de les seues trànsits, conseqüència de la distància que els separa de les seues estreles o semieje major.[10] Com a resultat, solament hi ha tres exoplanetes confirmats que pertanyguen a sistemes de nanes grogues en la llista dels vint més similars a la Terra despuix de l'actualisació de l'archiu de la NASA de el Usuari:Ph03nix1986/fechacatexop: Kepler-452b, Tau Ceti i i Kepler-22b.[11]
Característiques
editarLes estreles nanes grogues es corresponen en les de classe G de la seqüència principal, en una massa d'entre 0.9 i 1.1 M☉,[2] i unes temperatures superficials d'entre 5000 i 6000 K.[3] ya que el propi Sol és una nana groga, de tipo G2V,[n. 1] este tipo d'astres també són coneguts com anàlecs solars.[13][14] Ocupen el tercer lloc entre les estreles més comunes de la seqüència principal, despuix de les nanes roges i taronges, en una representativitat del 10 % respecte al total de la Via Làctea.[2] Aproximadament, permaneixen un lapsus de 10 000 millons d'anys en la seqüència principal.[15][n. 2] Despuix del Sol, l'estrela de tipo G més pròxima a la Terra és Alpha Centauri A, a 4.4 anys llum i pertanyent a un sistema estelar múltiple.[2][n. 3]
Totes les estreles travessen una fase d'intensa activitat despuix de la seua formació a causa de la seua rotació, molt més ràpida al començ de les seues vides.[6] La duració d'este periodo varia en funció de la massa de l'objecte: els astres menys massius poden permanéixer en este estat fins a 3000 millons d'anys, front als 500 millons de les estreles tipo G.[16][17] Els estudis de l'equip d'Edward Guinan, astrofísic de l'Universitat Villanova, revelen que el Sol rotaba dèu voltes més ràpit en els seus inicis. ya que la velocitat de rotació d'una estrela afecta a la seua camp magnètic, les emissions de rajos X i UV del Sol eren centenars de voltes més intenses que en l'actualitat.[6]
L'extensió d'esta fase en les nanes roges, aixina com el provable acoplament de marea[n. 4] dels seus planetes potencialment habitables respecte a elles, podria acabar en el camp magnètic d'estos planetes, lo que supondria la pèrdua de casi tota la seua atmòsfera i aigua cap a l'espai per l'interacció en el vent estelar.[16] Pel contrari, el semieje major dels objectes planetaris pertanyents a la zona habitable d'estreles tipo G és lo prou ampli com per a permetre la rotació planetària.[7][n. 5] Ademés, la duració del periodo d'intensa activitat estelar és molt curta com per a eliminar una part significativa de l'atmòsfera en planetes en masses similars o superiors a la de la Terra, que conten en una gravetat i magnetosfera capaces de contrarrestar els efectes dels vents estelars.[17]
Zona habitable
editar- Artícul principal → Zona de habitabilitat.
La zona habitable entorn a les nanes grogues varia en funció del seu tamany i lluminositat, encara que el confín intern sol estar a 0.84 UA i l'extern a 1.67 en una nana de classe G2V com el Sol.[20] En una nana classe G5V —més chicoteta— de 0.95 R☉ la zona habitable es correspondria en la regió ubicada entre les 0.8 i les 1.58 UA respecte a l'estrela, mentres que en una de tipo G0V —més gran— se situaria a una distància d'entre 1 i 2 UA del cos estelar.[19] En òrbites menors al confín intern de la zona habitable es desencadenaria un procés d'evaporament de l'aigua, separació del hidrogen per fotólisis i pèrdua del hidrogen a l'espai per escape hidrodinàmic.[21] Més allà del llímit extern de la zona habitable, les temperatures serien lo prou baixes com per a permetre la condensació del CO2, que supondria un aument del albedo i una reducció retroalimentativa del efecte hivernàcul fins a provocar una glaciació global permanent.[22]
El tamany de la zona de habitabilitat és directament proporcional a la massa i lluminositat de la seua estrela, per lo que quant major siga esta, més àmplia serà la seua zona habitable i més llunt es trobarà de la seua superfície.[5] Les nanes roges, les més chicotetes de la seqüència principal, tenen una zona de habitabilitat molt chicoteta i pròxima a elles, que somet a qualsevol planeta potencialment habitable del sistema a los efectos de la seua estrela, incloent un provable acoplament de marea.[18] Inclús en una nana groga chicoteta com Tau Ceti, de tipo G8.5V, el llímit d'anclaje se situa a 0.4237 UA front a les 0.522 UA que marquen el confín intern de la zona habitable, aixina que qualsevol objecte planetari que orbite a una estrela de classe G en esta regió superarà en créixens el llímit d'acoplament, i contarà en cicles de dia i nit com la Terra.[23]
En les nanes grogues, esta regió coincidix per complet en la zona de habitabilitat ultravioleta.[4] Esta àrea està determinada per un llímit intern a partir del com l'exposició a la radiació ultravioleta seria massa elevada per al ADN i per un extern que oferix els nivells mínims per a que els sers vius puguen eixercitar els seus processos biogénicos.[24] En el sistema solar, esta regió se situa entre 0.71 i 1.9 UA respecte al Sol, front a les 0.84-1.67 UA que marquen els extrems de la zona de habitable.[4][20]
Potencial per a la vida
editarDonada la duració de la seqüència principal en estreles de tipo G,[15] els nivells de radiació ultravioleta en la seua zona habitable,[4] el semieje major del confín intern d'esta regió[20] i la distància a la que es troba el seu llímit d'acoplament de marea,[12] entre atres factors, les nanes grogues són considerades com les més hospitalàries per a la vida junt a les de tipo K.[1]
Davant l'absència d'eixemples coneguts que oferixquen distints escenaris en els que la vida pot aparéixer, els astrònoms partixen del grau de parentesc d'un exoplaneta en la Terra per a establir la seua habitabilitat potencial.[8][25] Aixina que, l'objectiu principal en investigació exoplanetaria és trobar un objecte que reunixca les característiques principals del nostre planeta, com el seu ràdio, massa, temperatura, composició atmosfèrica i pertinença a una estrela similar al Sol.[9][26][27] En teoria, estos anàlecs terrestres deuen presentar unes condicions equiparables de habitabilitat que permeten la proliferació de vida extraterrestre.[9][28]
Con este fin, la NASA i l'Institut SETI han elaborat un indicador, l'Índex de Similitut en la Terra (IST), que estima la semblança en funció de la massa, ràdio, velocitat d'escape i temperatura d'equilibri estimada del cos planetari.[26][29] No obstant, este barem no considera en el seu càlcul aspectes transcendentals com la composició atmosfèrica, l'edat del sistema o el tipo d'estrela.[26][30] Partint dels greus problemes per a el habitabilitat planetària que presenten els sistemes de nanes roges i els cossos estelars de tipo F o superiors, les úniques que podrien oferir un escenari adequat per a la vida serien les de tipo K i G.[1] Els anàlecs solars solien ser considerats com els candidats més provables per a albergar un sistema planetari similar al solar, i com els millor posicionats per a sostindre formes de vida basades en el carbono i oceans d'aigua líquida.[31] Estudis posteriors, com «Superhabitable Worlds» de René Heller i John Armstrong, establixen que les nanes taronges podrien ser més adequades per a la vida que les de tipo G, i albergar als hipotètics planetes superhabitables.[32]
No obstant, les nanes grogues seguixen representant l'únic tipo estelar del que existixen proves de la seua aptitut per a la vida. Ademés, mentres que en atres tipos d'estreles la zona habitable no coincidix en la seua totalitat en la zona de habitabilitat ultravioleta, en les de classe G la primera se situa per complet entre els llímits de la segona.[4] Per últim, les nanes grogues conten en una fase inicial d'intensa activitat estelar molt més talla que les de tipo K, lo que permet als planetes pertanyents a anàlecs solars conservar les seues atmòsfera primigènies en més facilitat i mantindre-les durant gran part de la seqüència principal.[17]
Descobriments
editarLa majoria dels exoplanetes descoberts han segut detectats pel telescopi espacial Kepler, que ampra el método de trànsit per a trobar planetes al voltant d'atres sistemes.[33][34] Este procediment analisa la lluentor de les estreles per a detectar descensos que indiquen el pas d'un objecte planetari front a elles des de la perspectiva de l'observatori.[35] És el método que ha collit majors èxits en investigació exoplanetaria junt al método de velocitat radial,[36] que consistix en l'anàlisis de les vibracions causades en les estreles pels efectes gravitacionals dels planetes que les orbitan.[37] L'us d'estos procediments en les llimitacions dels telescopis actuals dificulta la troballa d'objectes en òrbites similars a la terrestre o superiors, lo que genera un biaix a favor dels planetes en un semieje major curt.[27] Com a conseqüència, la major part dels exoplanetes detectats són excessivament càlits[37] o pertanyen a estreles poc massives, la zona de les quals habitable es troba pròxima a elles i qualsevol objecte que orbite en esta regió tindrà un any significativament més curt que la Terra.[10]
Els cossos planetaris pertanyents a la zona de habitabilitat de nanes grogues, com Kepler-22b, Kepler-452b o la Terra, tarden centenars de dies en completar una òrbita al voltant de la seua estrela.[38] La major lluminositat d'estos astres, l'escassea dels trànsits i el semieje major dels seus planetes ubicats en la zona habitable, reduïxen les provabilitats de detectar esta classe d'objectes i aumenta considerablement el número de falsos positius, com en els casos de KOI-5123.01 i KOI-5927.01.[39][40] Els observatoris terrestres i orbitales proyectats per als pròxims dèu anys poden incrementar els descobriments d'anàlecs terrestres en sistemes de nanes grogues.[41][42][43][44]
Per les dificultats anteriorment mencionades, en l'actualisació de la base de senyes exoplanetaria de la NASA de el Usuari:Ph03nix1986/fechacatexop solament hi ha tres planetes pertanyents a sistemes de nanes grogues entre els vint en major IST: Kepler-452b (83 %), Tau Ceti i (78 %) i Kepler-22b (71 %).[11]
Kepler-452b
editar- Artícul principal → Kepler-452b.
Kepler-452b es troba a 1400 anys llum de la Terra, en la constelació de Cygnus.[45] El seu ràdio, d'aproximadament 1.6 R⊕,[46] ho situa just en el llímit que separa als planetes telúrics dels minineptunos establit per l'equip de Courtney Dressing, investigadora del Centre d'Astrofísica Harvard-Smithsonian (CfA).[47] Si la densitat del planeta és similar a la terrestre, la seua massa serà d'unes 5 M⊕ i la seua gravetat dos voltes major.[46] Pertany a Kepler-452, una nana groga de tipo G2V com el Sol, en una edat estimada de 6000 millons d'anys (6 Ga) front als 4.5 Ga del sistema solar.[46]
La massa de la seua estrela és llaugerament superior a la del Sol, 1.04 M☉, per lo que a pesar de que completa una òrbita al voltant d'ella cada 385 dies front als 365 terrestres, és més càlit que la Terra. Si presenta un albedo i composició atmosfèrica similars, la temperatura mija superficial rondarà els 29 °C.[11] Els indicadors de el PHL per a l'exoplaneta són 83 % (IST), 0.93 (SPH), -0.61 (HZD), -0.15 (HZC) i 0.3 (HZA). Estos valors mostren un important grau de semblança en la Terra, unes condicions favorables per a la vida vegetal, una òrbita més pròxima a la seua estrela que la terrestre, una escassa presència de metals en la seua composició i una atmòsfera molt densa.[11]
Segons Jon Jenkins, del Centre d'Investigació Ames de la NASA, es desconeix si Kepler-452b és un planeta terrestre, un món oceànic o un minineptuno.[45] Si es tracta d'un objecte de tipo telúric com la Terra, és provable que conte en una major concentració de núvols, una intensa activitat volcànica i estiga a punt de sofrir un efecte hivernàcul descontrolado semblant al de Venus per l'increment constant en la lluminositat de la seua estrela, despuix de haver permaneixcut durant tota la seqüència principal en la seua zona habitable.[48] Doug Caldwell, científic de l'Institut SETI i membre de la missió Kepler, estima que Kepler-452b pot estar experimentant el mateix procés que sofrirà la Terra dins de mil millons d'anys.[49]
Tau Ceti i
editar- Artícul principal → Tau Ceti i.
Tau Ceti i orbita al voltant d'una estrela tipo G8.5V en la constelació de Cetus, a 12 anys llum de la Terra.[11] Conta en un radi d'1.59 R⊕ i una massa de 4.29 M⊕, per lo que de la mateixa manera que Kepler-452b es troba en el llímit de separació entre els planetes terrestres i gaseosos. En un periodo orbital de sol 168 dies, la seua temperatura assumint una composició atmosfèrica i albedo similars als de la Terra seria d'uns 50 °C. Els indicadors de el PHL de Tau Ceti i són 78 % (IST), 0.00 (SPH), -0.92 (HZD), -0.15 (HZC) i 0.16 (HZA). Estes sifres marquen una similitut en la Terra pròxima a la de Mart, unes condicions molt hostils per a la vida vegetal, una òrbita molt pròxima al llímit intern de la zona habitable, una certa escassea de metals en la seua composició i una atmòsfera densa.[11]
El planeta s'ubica just en la vora interna de la zona habitable i rep aproximadament un 60 % més de llum que la Terra. El seu tamany pot implicar també una major concentració de gasos en la seua atmòsfera, que ho convertixquen en un objecte de tipo super-Venus.[50] De lo contrari, podria ser el primer termoplaneta descobert.[51][11]
Kepler-22b
editar- Artícul principal → Kepler-22b.
Kepler-22b està a una distància de 600 anys llum, en la constelació de Cygnus.[11] Completa una òrbita al voltant de la seua estrela, de tipo G5V, cada 290 dies.[52] La seua ràdio és de 2.35 R⊕ i la seua massa estimada, per a una densitat similar a la de la Terra, seria de 20.36 M⊕. Els indicadors de el PHL per a l'objecte són 71 % (IST), 0.53 (SPH), -0.64 (HZD), -0.12 (HZC) i 1.79 (HZA). Estos valors teorizan un escàs parentesc entre l'exoplaneta i la Terra, un ambient llaugerament hostil per a la vida vegetal, una composició escassa en metals i una atmòsfera extremadament densa.[11] Si l'atmòsfera i l'albedo del planeta foren similars als terrestres, la seua temperatura superficial rondaria els 22 °C.[53]
Va ser el primer exoplaneta trobat pel telescopi Kepler pertanyent a la zona de habitabilitat de la seua estrela.[54] Pel seu tamany, considerant el llímit establit per l'equip de Courtney Dressing i el valor HZA assignat per el PHL, la provabilitat de que es tracte d'un minineptuno és molt elevada.[47][11]
Vore també
editarNotes
editar- ↑ 1,0 1,1 1,2 Perryman, 2011, p. 285.
- ↑ 2,0 2,1 2,2 2,3 2,4 2,5 Croswell, Ken (1999). Magnificent Universe (en anglés), Simon & Schuster, p. 80. ISBN 978-0684845944.
- ↑ 3,0 3,1 «Stellar classification» (en anglés). Consultat el 8 d'octubre de 2015.
- ↑ 4,0 4,1 4,2 4,3 4,4 (2006).«Ultraviolet radiation constraints around the circumstellar habitable zones».Icarus.183(2)
- 491-503.ISSN 0019-1035.Consultat el 9 d'octubre de 2015.
- ↑ 5,0 5,1 Niels Bohr Institute. «[1]». Consultat el 8 d'octubre de 2015 (en anglés).
- ↑ 6,0 6,1 6,2 Astrobio (Staff). «[2]». Consultat el 8 d'octubre de 2015 (en anglés).
- ↑ 7,0 7,1 7,2 Ulmschneider, 2006, p. 61.
- ↑ 8,0 8,1 Heller y Armstrong, 2014, p. 50.
- ↑ 9,0 9,1 9,2 «Getting to Know the Goldilocks Planet» (en anglés). NASA Science. Archivat des d'el original, el 31 de març de 2012. Consultat el 12 d'octubre de 2015.
- ↑ 10,0 10,1 «[3]», Space.com. Consultat el 14 d'octubre de 2015 (en anglés).
- ↑ 11,00 11,01 11,02 11,03 11,04 11,05 11,06 11,07 11,08 11,09 «PHL's Exoplanets Catalog».PHL.Consultat el 21 de giner de 2016.
- ↑ 12,0 12,1 12,2 Ulmschneider, 2006, p. 54.
- ↑ Ridpath, Ian (2009). Diccionari d'astronomia, Complutense, p. 312. ISBN 978-8489784703.
- ↑ (2012).«Detection of Low-Level Activities in Solar-Analog Stars from the Emission Strengths of Ca II 3934 Line».Astronomical Society of Japan.Consultat el 9 d'octubre de 2015.
- ↑ 15,0 15,1 15,2 «[4]», Space.com. Consultat el 13 d'octubre de 2015 (en anglés).
- ↑ 16,0 16,1 «[5]», Space.com. Consultat el 8 d'octubre de 2015 (en anglés).
- ↑ 17,0 17,1 17,2 «[6]». Consultat el 8 d'octubre de 2015 (en anglés).
- ↑ 18,0 18,1 «[7]», Space.com. Consultat el 9 d'octubre de 2015 (en anglés).
- ↑ 19,0 19,1 (2009).«Biological Damage due to Photospheric, Chromospheric and Flare Radiation in the Environments of Main-Sequence Stars».Proceedings of the International Astronomical Union.5(S264)
- 419-426.doi:10.1017/S1743921309993036.Consultat el 8 d'octubre de 2015.
- ↑ 20,0 20,1 20,2 Kasting, Whitmire y Reynolds, 1993, p. 114-115.
- ↑ Kasting, Whitmire y Reynolds, 1993, p. 111.
- ↑ Kasting, Whitmire y Reynolds, 1993, p. 110.
- ↑ PHL. «HEC: Graphical Catalog Results» (en anglés). Archivat des d'el original, el 8 de giner de 2012. Consultat el 9 d'octubre de 2015.
- ↑ Perryman, 2011, p. 284.
- ↑ Astrobio. «[8]». Consultat el 12 d'octubre de 2015 (en anglés).
- ↑ 26,0 26,1 26,2 «Earth Similarity Index (ESI)» (en anglés). Planetary Habitability Laboratory. Consultat el 12 d'octubre de 2015.
- ↑ 27,0 27,1 «[9]», Space.com. Consultat el 14 d'octubre de 2015 (en anglés).
- ↑ «[10]». Consultat el 12 d'octubre de 2015 (en anglés).
- ↑ «New approach in search for alien life» (en anglés). ABC Online. Consultat el 12 d'octubre de 2015.
- ↑ «[11]». Consultat el 12 d'octubre de 2015 (en anglés).
- ↑ Perryman, 2011, p. 286.
- ↑ Heller y Armstrong, 2014, p. 50-68.
- ↑ «[12]», Space.com. Consultat el 14 d'octubre de 2015 (en anglés).
- ↑ JPL News. «NASA's Kepler Marks 1,000th Exoplanet Discovery, Uncovers More Small Worlds in Habitable Zones» (en anglés). NASA. Consultat el 14 d'octubre de 2015.
- ↑ «Dip-Detection in the Kepler Data» (en anglés). Astrobites. Consultat el 14 d'octubre de 2015.
- ↑ «[13]». Consultat el 14 d'octubre de 2015 (en anglés).
- ↑ 37,0 37,1 «[14]», Space.com. Consultat el 14 d'octubre de 2015 (en anglés).
- ↑ «HEC: Data of Potentially Habitable Worlds».PHL.Consultat el 21 de giner de 2016.
- ↑ «NASA Exoplanet Archive: KOI-5123.01» (en anglés). NASA Exoplanet Science Institute. Consultat el 14 d'octubre de 2015.
- ↑ «NASA Exoplanet Archive: KOI-5927.01» (en anglés). NASA Exoplanet Science Institute. Consultat el 14 d'octubre de 2015.
- ↑ «[15]», Space.com. Consultat el 14 d'octubre de 2015 (en anglés).
- ↑ «[16]», Space.com. Consultat el 14 d'octubre de 2015 (en anglés).
- ↑ «[17]», Space.com. Consultat el 14 d'octubre de 2015 (en anglés).
- ↑ «[18]», Space.com. Consultat el 14 d'octubre de 2015 (en anglés).
- ↑ 45,0 45,1 «[19]», Space.com. Consultat el 14 d'octubre de 2015 (en anglés).
- ↑ 46,0 46,1 46,2 «[20]», Space.com. Consultat el 14 d'octubre de 2015 (en anglés).
- ↑ 47,0 47,1 «[21]». Consultat el 14 d'octubre de 2015 (en anglés).
- ↑ «[22]». Consultat el 14 d'octubre de 2015 (en anglés).
- ↑ «[23]». Consultat el 14 d'octubre de 2015 (en anglés).
- ↑ «Two Nearby Habitable Worlds?» (en anglés). Archivat des d'el original, el 8 de març de 2021. Consultat el 15 d'octubre de 2015.
- ↑ «A Thermal Planetary Habitability Classification for Exoplanets» (en anglés). Archivat des d'el original, el 26 d'abril de 2012. Consultat el 15 d'octubre de 2015.
- ↑ «[24]», Space.com. Consultat el 14 d'octubre de 2015 (en anglés).
- ↑ «[25]», Space.com. Consultat el 14 d'octubre de 2015 (en anglés).
- ↑ «[26]». Consultat el 15 d'octubre de 2015 (en anglés).
Referències
editarBibliografia
editar(2014).«Superhabitable Worlds».14(1)
- 50-66.
(1993).«Habitable Zones around main Sequence Stars».1(101)
- 101-128.
Perryman, Michael (2011). The Exoplanet Handbook (en anglés), Cambridge University Press. ISBN 978-0-521-76559-6. Ulmschneider, Peter (2006). Intelligent Life in the Universe: Principles and Requirements Behind Its Emergence (Advances in Astrobiology and Biogeophysics), segona edició (en anglés), Springer. ISBN 978-3540328360.
Referències
editar
- Este artícul conté una traducció derivada de «Habitabilidad en sistemas de enanas amarillas» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.
Erro en la cita: Existixen etiquetes <ref> per a un grup nomenat "n.", pero no es trobà una etiqueta <references group="n."/>