Ilustración de Kepler 62-f. Imagen: T. Pyle. Fuente: NASA Ames/JPL-Caltech.
Un planeta distante conocido como Kepler-62f podría ser habitable, según un equipo de astrónomos.
El planeta, que está a unos 1.200 años luz de la Tierra en la dirección de la constelación de Lyra, es aproximadamente un 40 por ciento más grande que el nuestro. Con ese tamaño, Kepler-62f está dentro del rango de los planetas que pueden ser rocosos y, posiblemente, podrían tener océanos, dice Aomawa Shields, autora principal del estudio y postdoc en astronomía y astrofísica de la Fundación Nacional para la Ciencia estadounidense, en el departamento de física y astronomía de la UCLA (Universidad de California en Los Ángeles).
La misión Kepler de la NASA descubrió el sistema planetario que incluye a Kepler-62f en 2013, y se identificó Kepler-62f como el más exterior de los cinco planetas que orbitan alrededor de una estrella que es más pequeña y fría que el sol. Pero la misión no produjo información sobre la composición, la atmósfera o la forma de la órbita de Kepler-62f, explica la nota de prensa de UCLA.
Shields colaboró en el estudio con los astrónomos Rory Barnes, Eric Agol, Benjamin Charnay, Cecilia Bitz y Victoria Meadows, todos de la Universidad de Washington (Seattle), donde obtuvo su doctorado la investigadora. Para determinar si el planeta podría sostener vida, el equipo propuso posibles escenarios sobre cómo podría ser su atmósfera y la forma de su órbita.
"Hemos encontrado que hay múltiples composiciones atmosféricas que le permiten ser lo suficientemente caliente para tener agua líquida superficial", dice Shields. "Esto hace que sea un fuerte candidato para ser habitable."
En la Tierra, el dióxido de carbono alcanza el 0,04 por ciento de la atmósfera. Debido a que Kepler-62f está mucho más lejos de su estrella que la Tierra del Sol, sería necesario que tuviera una cantidad drásticamente más grande de dióxido de carbono que fuera lo suficientemente caliente como para mantener agua líquida en su superficie, y que no se congelara.
El equipo realizó simulaciones por ordenador basadas en Kepler-62f, con: una atmósfera con un espesor que oscila entre el de la Tierra y hasta 12 veces más densa; varias concentraciones de dióxido de carbono en su atmósfera, que iban desde la misma cantidad de la Tierra hasta 2.500 veces ese nivel; y varias configuraciones diferentes posibles de su trayectoria orbital.
El planeta, que está a unos 1.200 años luz de la Tierra en la dirección de la constelación de Lyra, es aproximadamente un 40 por ciento más grande que el nuestro. Con ese tamaño, Kepler-62f está dentro del rango de los planetas que pueden ser rocosos y, posiblemente, podrían tener océanos, dice Aomawa Shields, autora principal del estudio y postdoc en astronomía y astrofísica de la Fundación Nacional para la Ciencia estadounidense, en el departamento de física y astronomía de la UCLA (Universidad de California en Los Ángeles).
La misión Kepler de la NASA descubrió el sistema planetario que incluye a Kepler-62f en 2013, y se identificó Kepler-62f como el más exterior de los cinco planetas que orbitan alrededor de una estrella que es más pequeña y fría que el sol. Pero la misión no produjo información sobre la composición, la atmósfera o la forma de la órbita de Kepler-62f, explica la nota de prensa de UCLA.
Shields colaboró en el estudio con los astrónomos Rory Barnes, Eric Agol, Benjamin Charnay, Cecilia Bitz y Victoria Meadows, todos de la Universidad de Washington (Seattle), donde obtuvo su doctorado la investigadora. Para determinar si el planeta podría sostener vida, el equipo propuso posibles escenarios sobre cómo podría ser su atmósfera y la forma de su órbita.
"Hemos encontrado que hay múltiples composiciones atmosféricas que le permiten ser lo suficientemente caliente para tener agua líquida superficial", dice Shields. "Esto hace que sea un fuerte candidato para ser habitable."
En la Tierra, el dióxido de carbono alcanza el 0,04 por ciento de la atmósfera. Debido a que Kepler-62f está mucho más lejos de su estrella que la Tierra del Sol, sería necesario que tuviera una cantidad drásticamente más grande de dióxido de carbono que fuera lo suficientemente caliente como para mantener agua líquida en su superficie, y que no se congelara.
El equipo realizó simulaciones por ordenador basadas en Kepler-62f, con: una atmósfera con un espesor que oscila entre el de la Tierra y hasta 12 veces más densa; varias concentraciones de dióxido de carbono en su atmósfera, que iban desde la misma cantidad de la Tierra hasta 2.500 veces ese nivel; y varias configuraciones diferentes posibles de su trayectoria orbital.
Escenarios encontrados
Encontraron muchos escenarios que le permiten ser habitable, asumiendo diferentes cantidades de dióxido de carbono en su atmósfera.
Shields dice que para que el planeta sea habitable consistentemente a lo largo de todo su año, requeriría una atmósfera entre tres y cinco veces más gruesa que la de la Tierra y compuesta en su totalidad de dióxido de carbono. (Esto sería análogo a sustituir cada molécula de la atmósfera de la Tierra con dióxido de carbono, lo que significa que el planeta tendría 2.500 veces más dióxido de carbono en su atmósfera.)
El planeta podría tener una concentración de dióxido de carbono tan alta porque, dado lo lejos que está de su estrella, el gas podría acumularse en la atmósfera del planeta a medida que las temperaturas se enfriaran, y así mantener el planeta caliente.
"Pero si no tiene un mecanismo para generar gran cantidad de dióxido de carbono en su atmósfera para mantener cálida la temperatura, y todo lo que tuviera fuera una cantidad similar al dióxido de carbono de la Tierra, ciertas configuraciones orbitales podrían permitir que las temperaturas de la superficie de Kepler-62f se mantuvieran por encima del nivel de congelación durante una parte de su año", dice. "Y esto podría ayudar a que las capas de hielo formadas en otros momentos de la órbita del planeta se fundieran."
La investigación se publica en línea en la revista Astrobiology, y estará en un futuro en la edición impresa.
Cálculos
Los científicos hicieron sus cálculos de la forma posible de la trayectoria orbital del planeta utilizando un modelo informático existente llamado HNBody, y modelos globales del clima también existentes (el Community Climate System Model y el modelo Laboratoire de Meteorologie Dynamique Generic model) para simular su clima. Era la primera vez que los astrónomos combinaban los resultados de estos dos tipos diferentes de modelos para estudiar un exoplaneta -un planeta fuera de nuestro sistema solar-.
Shields dice que la misma técnica podría aplicarse para conocer si exoplanetas mucho más cercanos a la Tierra podrían ser habitable, siempre y cuando sean propensos a ser rocosos, dice Shields. (Los planetas gaseosos tienen composiciones muy diferentes.)
"Esto nos ayudará a entender cómo de probable es que ciertos planetas puedan ser habitables dentro de una amplia gama de factores, de las cuales todavía no disponemos de datos obtenidos con telescopios", dice. "Y nos permitirá generar una lista priorizada de objetivos para hacer un seguimiento más estrecho con la próxima generación de telescopios, que buscarán las huellas digitales atmosféricas de la vida en otro mundo."
Los científicos no saben si podría existir vida en un exoplaneta, pero Shields es optimista. Más de 2.300 exoplanetas han sido confirmados, y algunos miles más se consideran candidatos a serlo, pero sólo un par de docenas de ellos están en la "zona habitable" -lo que significa que orbitan su estrella a la distancia adecuada para tener agua líquida en su superficie.
Escudos obtuvo un título de máster en actuación en UCLA y trabajó como actriz. En 2015, fundó Rising Stargirls, un programa que enseña a las niñas negras de entre 10c y 14 años astronomía y astrobiología usando el teatro, la escritura y el arte visual.
El telescopio espacial Kepler es la primera misión de la NASA capaz de detectar planetas que orbitan alrededor de estrellas del tamaño de nuestro sol.
Encontraron muchos escenarios que le permiten ser habitable, asumiendo diferentes cantidades de dióxido de carbono en su atmósfera.
Shields dice que para que el planeta sea habitable consistentemente a lo largo de todo su año, requeriría una atmósfera entre tres y cinco veces más gruesa que la de la Tierra y compuesta en su totalidad de dióxido de carbono. (Esto sería análogo a sustituir cada molécula de la atmósfera de la Tierra con dióxido de carbono, lo que significa que el planeta tendría 2.500 veces más dióxido de carbono en su atmósfera.)
El planeta podría tener una concentración de dióxido de carbono tan alta porque, dado lo lejos que está de su estrella, el gas podría acumularse en la atmósfera del planeta a medida que las temperaturas se enfriaran, y así mantener el planeta caliente.
"Pero si no tiene un mecanismo para generar gran cantidad de dióxido de carbono en su atmósfera para mantener cálida la temperatura, y todo lo que tuviera fuera una cantidad similar al dióxido de carbono de la Tierra, ciertas configuraciones orbitales podrían permitir que las temperaturas de la superficie de Kepler-62f se mantuvieran por encima del nivel de congelación durante una parte de su año", dice. "Y esto podría ayudar a que las capas de hielo formadas en otros momentos de la órbita del planeta se fundieran."
La investigación se publica en línea en la revista Astrobiology, y estará en un futuro en la edición impresa.
Cálculos
Los científicos hicieron sus cálculos de la forma posible de la trayectoria orbital del planeta utilizando un modelo informático existente llamado HNBody, y modelos globales del clima también existentes (el Community Climate System Model y el modelo Laboratoire de Meteorologie Dynamique Generic model) para simular su clima. Era la primera vez que los astrónomos combinaban los resultados de estos dos tipos diferentes de modelos para estudiar un exoplaneta -un planeta fuera de nuestro sistema solar-.
Shields dice que la misma técnica podría aplicarse para conocer si exoplanetas mucho más cercanos a la Tierra podrían ser habitable, siempre y cuando sean propensos a ser rocosos, dice Shields. (Los planetas gaseosos tienen composiciones muy diferentes.)
"Esto nos ayudará a entender cómo de probable es que ciertos planetas puedan ser habitables dentro de una amplia gama de factores, de las cuales todavía no disponemos de datos obtenidos con telescopios", dice. "Y nos permitirá generar una lista priorizada de objetivos para hacer un seguimiento más estrecho con la próxima generación de telescopios, que buscarán las huellas digitales atmosféricas de la vida en otro mundo."
Los científicos no saben si podría existir vida en un exoplaneta, pero Shields es optimista. Más de 2.300 exoplanetas han sido confirmados, y algunos miles más se consideran candidatos a serlo, pero sólo un par de docenas de ellos están en la "zona habitable" -lo que significa que orbitan su estrella a la distancia adecuada para tener agua líquida en su superficie.
Escudos obtuvo un título de máster en actuación en UCLA y trabajó como actriz. En 2015, fundó Rising Stargirls, un programa que enseña a las niñas negras de entre 10c y 14 años astronomía y astrobiología usando el teatro, la escritura y el arte visual.
El telescopio espacial Kepler es la primera misión de la NASA capaz de detectar planetas que orbitan alrededor de estrellas del tamaño de nuestro sol.
Referencia bibliográfica:
Aomawa L. Shields, Rory Barnes, Eric Agol, Benjamin Charnay, Cecilia Bitz, Victoria S. Meadows. The Effect of Orbital Configuration on the Possible Climates and Habitability of Kepler-62f. Astrobiology (2016). DOI: 10.1089/ast.2015.1353.
Aomawa L. Shields, Rory Barnes, Eric Agol, Benjamin Charnay, Cecilia Bitz, Victoria S. Meadows. The Effect of Orbital Configuration on the Possible Climates and Habitability of Kepler-62f. Astrobiology (2016). DOI: 10.1089/ast.2015.1353.