La atmósfera de los exoplanetas influye en su rotación y los hace más habitables

Un estudio realizado por astrofísicos de la Universidad de Toronto (Canadá) sugiere que los exoplanetas -planetas fuera de nuestro sistema solar- son más propensos a tener agua líquida y a ser habitables de lo que pensábamos.

"Los planetas con océanos potenciales podrían tener un clima mucho más similar a la Tierra de lo que se pensaba", señala Jeremy Leconte, postdoc en el Instituto Canadiense de Astrofísica Teórica de la Universidad de Toronto, y autor principal de un estudio publicado ayer en Science Express.

El pensamiento de los científicos es que los exoplanetas se comportan de una manera contraria a la de la Tierra: es decir, que siempre muestran el mismo lado a su estrella. Si es así, los exoplanetas girarían en sincronía con su estrella de modo que siempre estaría el mismo hemisferio frente a ella, mientras que el otro hemisferio se encontraría en una perpetua y fría oscuridad.

El estudio de Leconte sugiere, sin embargo, que durante el giro de los exoplanetas alrededor de sus estrellas, lo hacen a una velocidad tal que permite un ciclo día-noche similar al de la Tierra.

"Si estamos en lo correcto, no hay una noche permanente y fría en los en exoplanetas que haga que el agua permanezca atrapado en una capa de hielo gigantesca. Si este nuevo dato sobre el clima de los exoplanetas aumenta o no la capacidad de los mismos para desarrollar vida sigue siendo una cuestión abierta", aclara, en la nota de prensa de la universidad, recogida por EurekAlert!

Modelo tridimensional

Leconte y su equipo llegaron a estas conclusiones a través de un modelo climático tridimensional que desarrollaron para predecir el efecto de la atmósfera de un planeta determinado en la velocidad de su rotación, "lo que da lugar a cambios en el clima", explica Leconte. "La atmósfera es un factor clave que afecta a la rotación de un planeta, cuyo impacto puede ser de suficiente importancia para superar la rotación sincrónica y poner un planeta en un ciclo día-noche".

Aunque los astrónomos siguen a la espera de pruebas observacionales, los argumentos teóricos sugieren que muchos exoplanetas deberían ser capaces de mantener una atmósfera más masiva que la Tierra.

En el caso de la Tierra -con su relativamente delgada atmósfera- la mayor parte de la luz del Sol llega a la superficie del planeta, lo que maximiza el efecto del calor en toda la atmósfera y produce un clima más moderado en todo el planeta. Mediante la creación de las diferencias de temperatura en la superficie, entre el día y la noche y entre el ecuador y los polos, el calentamiento solar impulsa vientos que redistribuyen la masa de la atmósfera.

Fuerza de marea

El impacto es tan significativo que supera al efecto de fricción de marea ejercido por una estrella en cualquier satélite que esté en órbita alrededor de ella, al igual que la Tierra lo hace con la Luna.

"La Luna siempre nos muestra el mismo lado, porque las mareas producidas por la Tierra crean una fricción que altera su espín", señala Leconte. "La Luna está en rotación síncrona con la Tierra debido a que el tiempo que tarda en girar una vez sobre su eje es igual al tiempo que toma para orbitar alrededor de la Tierra. Es por eso que hay un lado oscuro de la luna. La teoría de las mareas, sin embargo, omite los efectos de una atmósfera".

Los investigadores dicen que un gran número de exoplanetas terrestres conocidos no deberían estar en un estado de rotación síncrona, como se creía inicialmente. Mientras que sus modelos muestran que tendrían un ciclo día-noche, lo que les hace mucho más similares a la Tierra, la duración de sus días podría ser de entre unas semanas y unos meses.

Referencia bibliográfica:

Jérémy Leconte, Hanbo Wu, Kristen Menou, Norman Murray. Asynchronous rotation of Earth-mass planets in the habitable zone of lower-mass stars. Science (2015) DOI: 10.1126/science.1258686