Un nuevo modelo informático que simula la evolución de las atmósferas planetarias ha descubierto que el agua podría haber sobrevivido en algunos planetas del fascinante sistema planetario.

Durante años, los científicos han debatido sobre las probabilidades de que exista vida en siete fascinantes planetas que orbitan alrededor de la estrella Trappist-1, el sistema planetario más famoso fuera del nuestro. ¿La razón? Aunque varios de estos planetas orbitan en la zona habitable de su estrella, la región alrededor de un cuerpo estelar donde puede existir agua líquida porque las temperaturas son las adecuadas, estos mundos no siempre fueron tan cómodos.

En el pasado, los exoplanetas Trappist-1 estaban sometidos a condiciones mucho más duras porque su estrella madre solía ser mucho más caliente. Durante esos cientos de millones de años abrasadores, el agua que pudiera haber quedado atrapada en las rocas de estos planetas se habría evaporado y disipado en el espacio, pensaban los científicos anteriormente. Eso, por supuesto, arruinaría la posibilidad de que los planetas Trappist-1 desarrollaran vida tal y como la conocemos.

Exoplanetas de Trappist-1 podrían ser más habitables de lo que se creía

Pero un nuevo estudio, basado en una novedosa técnica de modelización de la evolución de las atmósferas planetarias, sugiere que no todo está perdido para la vida en los exoplanetas Trappist-1.

Franck Selsis, astrónomo de la University of Bordeaux (Francia), y sus colegas no se propusieron demostrar que el atractivo sistema de exoplanetas similares a la Tierra que orbitan alrededor de una estrella pequeña y fría situada a sólo 40 años luz de la Tierra pudiera albergar vida. Más bien se sentían frustrados por la crudeza de los modelos existentes de atmósferas planetarias ricas en agua. Querían crear algo más realista, algo que tuviera en cuenta las condiciones atmosféricas reales de esos planetas y no sólo un conjunto de suposiciones teóricas.

El desarrollo de enormes atmósferas ricas en agua es un paso crucial en la evolución de los mundos oceánicos. Por tanto, comprender mejor estas atmósferas podría ayudar a los científicos a delimitar con mayor precisión dónde podría existir vida en el universo. Según las teorías actuales, cuando se forman los planetas, el agua está contenida en sus rocas. Pero debido al fuerte vulcanismo que se produce en los primeros años de vida de estos planetas en ciernes, el agua se evapora en la atmósfera. Cuando las condiciones son adecuadas, ese vapor de agua tiene la oportunidad de condensarse y formar un océano líquido en el que podría surgir la vida. Pero cuándo se dan exactamente esas condiciones sigue siendo una incógnita.

Selsis dijo en un comunicado:

“En el pasado, cuando modelábamos estas atmósferas, hacíamos una aproximación muy fuerte, que consistía en decir que estas atmósferas son convectivas. Eso significa que la radiación estelar se deposita muy profundamente cerca de la superficie del planeta, y la forma en que la energía sube y sale es a través del movimiento convectivo.

El aire caliente sube, el aire frío baja y suponemos que ésta es la principal forma en que la energía se transporta fuera de la atmósfera y luego se irradia [al espacio]. Esto nos simplifica mucho la vida porque cuando la convección es la principal fuerza motriz en una atmósfera, conocemos el gradiente de la temperatura, sabemos cómo varía la temperatura con la presión. Sólo tiene que ver con el tipo de gas que añades a la atmósfera”.

Pero las cosas no son tan sencillas en los planetas reales.

El nuevo modelo de la evolución de las atmósferas planetarias llega a resultados diferentes a los modelos anteriores. Crédito de imagen: Franck Selsis

La opacidad del gas que envuelve un planeta cambia con la altitud, lo que afecta a la cantidad de calor que queda atrapado en su interior y a la cantidad que escapa al espacio exterior, explicó Selsis. Durante mucho tiempo, los científicos no pudieron modelizar ninguna de estas variables. Esos cambios de opacidad y sus efectos en otros procesos de la atmósfera seguían siendo un misterio. Esto llevó a Selsis y sus colegas a sospechar que los resultados de simulaciones anteriores, que no incluían esa información, podían ser erróneos.

Selsis explica:

“No estábamos del todo satisfechos con la hipótesis convectiva. Una de las razones es que, con atmósferas muy profundas, llegará poca luz a la superficie. Probablemente no la suficiente para impulsar la convección”.

Un factor que podría hacer más habitables a los exoplanetas

Todo el sistema Trappist-1 encajaría dentro de la órbita del planeta más interno del sistema solar, Mercurio. Afortunadamente, la estrella madre es mucho más fría que nuestro sol. Crédito de imagen: NASA / JPL-Caltech

Ahí es donde entra en juego el sistema Trappist-1. Modelos anteriores han demostrado que los planetas con atmósferas ricas en agua que reciben sólo alrededor de un 10% más de luz solar que la Tierra desarrollan rápidamente un vicioso efecto invernadero, el proceso de atrapar calor facilitado por ciertos gases, que infamemente está impulsando el cambio climático en la Tierra. Dado que el vapor de agua es un potente gas de efecto invernadero, a medida que el agua sigue evaporándose de las rocas de un planeta y aumenta la concentración de vapor de agua en la atmósfera, también aumenta la temperatura en la superficie del planeta. Al final, el planeta se calienta tanto que su corteza y su manto se funden en un océano de magma, liberando a la atmósfera el agua que queda atrapada en la roca.

Gradualmente, a lo largo de miles de millones de años, a medida que los poderosos vientos estelares azotan el planeta, esta agua atmosférica se disipa en el espacio. Se cree que Venus, el hermano más caliente de la Tierra, que orbita 40 millones de kilómetros más cerca del Sol que la Tierra, corrió la misma suerte. Lo mismo ocurrió con los planetas de la zona habitable de Trappist-1. Aunque la estrella Trappist-1 es más pequeña y fría que la estrella del centro de nuestro sistema solar, sus siete planetas orbitan a distancias mucho menores que la distancia entre el Sol y Mercurio, el planeta más interior del sistema solar.

Selsis explica:

“Las estrellas pequeñas y rojas como Trappist-1 disminuyen su luminosidad con el tiempo. Cuando se formó el sistema Trappist-1, los planetas que ahora están dentro de la zona habitable, donde puede existir agua, estuvieron durante cientos de millones de años mucho más irradiados de lo que están hoy y eso significa que si tenían agua, ésta se habría evaporado”.

Sin embargo, el nuevo modelo desarrollado por Selsis muestra que, aunque las condiciones en todos estos planetas fueron sin duda infernales durante sus primeros años, es posible que no fueran lo suficientemente calientes como para fundir la corteza y el manto de los planetas en magma. Esto significa que una gran cantidad de agua podría haber sobrevivido dentro de la roca en los últimos años, cuando la estrella madre se enfrió. Por tanto, podrían haberse formado océanos de agua líquida en estos planetas, que hoy podrían albergar vida próspera.

Más adelante, estos hallazgos podrían tener enormes implicaciones para nuestras posibilidades de encontrar vida fuera de nuestro sistema solar, ya que las pequeñas estrellas frías como Trappist-1, llamadas enanas rojas, son con mucho el tipo de estrella más común en nuestra galaxia, la Vía Láctea.

En última instancia, los investigadores también afirman que los resultados ayudarán a los científicos a interpretar mejor los hallazgos del telescopio espacial James Webb, que, además de sus exploraciones del universo primitivo, busca rastros de agua en exoplanetas de la Vía Láctea.

Los hallazgos de la investigación han sido publicados en la revista Nature.

[H/T: space]

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