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9/5/12

El calentamiento de marea encoje la zona de goldilocks


Aparecido en Nature News

Un factor pasado por alto sugiere un número menor de planetas habitables de lo que se pensaba.


Un efecto de calentamiento previamente poco considerado podrían reducir las estimaciones de la zona habitable de la más numerosa clase de estrellas de la Vía Láctea -M o enanas rojas- a la mitad, dice Rory Barnes, un astrobiólogo de la Universidad de Washington en Seattle. El factor -calentamiento gravitacional a través de mareas gravitatorias- sugiere un zoológico de planetas antes no soñados, en los cuales el calentamiento de marea es la mayor fuente de calor interno. Barnes presentó el trabajo en el encuentro de la Division on Dynamical de la Amerian Astronomical Society en Timberline Lodge, Oregon.

La zona habitable es la región orbital lo suficientemente próxima a una estrella para que un planeta tenga agua líquida, pero no tan cerca como para que todo el agua se evapore. Para nuestro sol, la zona se extiende aproximadamente desde el borde más interno de la órbita de Marte hasta el borde más externo de la órbita de Venus. Para estrellas más pequeñas y frías, como las enanas de tipo M, la zona puede ser considerablemente más próxima a la estrella que la órbita de Mercurio. Y debido a que los planetas cercanos son más fáciles de divisar que los más distantes, ese tipo de estrellas han sido el principal objetivo para los cazadores de planetas que buscan mundos tipo Tierra.

Hay solo un problema en encontrar planetas habitables alrededor de esas estrellas, dice Barnes. Debido a que las fuerzas de marea varían dramáticamente con la distancia entre un planeta y su estrella, las órbitas más cercanas también experimentan unas fuerzas de marea mucho mayores.

Ya que los planetas no tienen órbitas perfectamente circulares, estas fuerzas de marea causan que los planetas se tensionen o relajen cada vez que se mueven más cerca o más lejos de su estrella; amasando su interior par producir cantidades masivas de calor por fricción. Un calor considerable se puede producir, añade Barnes, incluso con someras desviaciones de una órbita circular. Y, apunta Barnes, otros factores -como el ritmo de rotación de los planetas y la inclinación de sus ejes- también pueden influir en la producción de calor.

Un proceso de marea similar hace que la luna Io de Júpiter sea el cuerpo más volcánico del sistema solar. "Estoy escalando el sistema Io-Júpiter en un factor superior a 1000 en masa", dijo Barnes en el encuentro. "Es el mismo proceso en asteroides".

Efectos calientes

Barnes añade que este proceso también puede cambiar la órbita del planeta, haciéndola más circular. Esto reduciría la cantidad de calor que se generaría. Pero incluso si un planeta girara en una órbita casi circular, dice Barnes, sus cálculos muestran que fácilmente podría tener ya suficiente calentamiento interior como para perder toda su agua en el espacio. "Planetas terrestres pueden estar permanentemente esterilizados", dijo.

Ese tipo de planetas podrían también girar en lo que se piensa puede ser la zona habitable, según los cazadores de exoplanetas como los mundos tipo Tierra. "Suena como lo que estábamos buscando" dijo. "Pero, ¿es un gemelo de la Tierra, o un Venus de "zona habitable"?.

Para las enanas rojas más pequeñas, Barnes añade, que el calentamiento de marea podría reducir la zona habitable en aproximadamente el 50% de las actuales estimaciones, pero soles más brillantes tienen  zonas habitables más allá, donde ya no es un factor importante. "A un curato de la masa solar, el efecto desaparece" dice Barnes.

Pero incluso para planetas no "esterilizados" por este proceso, puede haber efectos más importantes. "Esta es una fuente de energía que no existe en la Tierra", dice.

Si el efecto es fuerte, podría producir un planeta del tamaño de Io. O, si el planeta, por otro lado, se congelase, el calentamiento de marea podría mantener un océano líquido por debajo de la capa de hielo, como una versión de un planeta del tamaño de la luna de Júpiter, Europa, la cual tiene un océano por debajo de la gruesa capa de hielo, que se mantiene líquido por el calor de marea.

"Nadie ha trabajado seriamente en esto antes", dice Douglas Hamilton, un astrónomo de la Universidad de Meryland en College Park.

El siguiente paso, añade Sylvio Ferraz Mello, un astrónomo de la Universidad de Sao Paulo, Brasil, es mirar las consecuencias geológicas de los comparativamente más amortiguados calentamientos de marea en otros mundos tipo Tierra -un factor que podría tener desconocidas, pero posiblemente mayores ramificaciones para la tectónica de placas.

Hamilton avisa, sin embargo, que estos hallazgos son todavía teóricos. E incluso si hay formas de determinar si un planeta terrestre orbitando en la zona habitable de una estrella tipo M es un gemelo de la Tierra o un Venus sometido a mareas, añade, "esto está mucho más allá de las misiones (telescopios espaciales) que se tiene sobre el tablero".

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