Texto original: 'Exomoons' Capable of Supporting Life May Be Common, space.com, June 29, 2015 - Trad. cast. de Andrés Salvador
'Exolunas' capaces de soportar vida pueden ser comunes
Adam Hadhazy, Astrobiology Magazine
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| La impresión de este artista representa tres lunas de la masa de Marte, dos de ellas con agua superficial líquida y uno que es seco, orbitando un planeta gigante con anillos. Crédito: René Heller con el Planet Maker, Kevin M. Gill - Crédito: space.com |
Las exolunas son el comodín [=wild card] en la persecución en curso de mundos habitables.
Los astrónomos han descubierto más de 1.900 exoplanetas, algunos de los cuales podrían ser amigables para la vida, pero no hay lunas rodeando estos cuerpos extraterrestres que hayan aparecido hasta el momento. Los astrónomos no saben cuan comunes podrían ser las exolunas o, para el caso, lo que ellas podrían ser.
Un nuevo estudio llena un vacío importante en el marco teórico en desarrollo respecto de las exolunas. El paper analiza un conjunto especial de exolunas ubicados en la [zona] habitable, o "zona Ricitos de Oro" [=Goldilocks zone] - la banda no muy fría, no muy caliente donde el agua no se congela ni se evapora de la superficie de un planeta (o luna). [How Habitable Zones for Alien Planets and Stars Work (Infographic)]* [=Cómo Trabajan las Zonas Habitables de Planetas Extraterrestres y Estrellas (Infografía)]
La investigación se remonta hacia el santo grial de la caza de exoplanetas: un clon similar a la Tierra. Los astrónomos han buscado fervientemente un mundo de la masa y el tamaño del nuestro, orbitando una distancia similar de una estrella similar a nuestro sol.
Hasta la fecha, sin embargo, la mayoría de los mundos con masas conocidas, y orbitando distancias similares a la Tierra de estrellas similares al Sol, son "súper Júpiters". Como su nombre implica, estos behemoths [monstruo de la mitología hebrea cuyo nombre connota algo extremadamente grande o poderoso] son versiones aún-más-jumbo [nombre de un elefante africano del siglo XIX que por su tamaño se asocia en adelante a lo grande] de Júpiter, el mayor planeta de nuestro sistema solar. Tales mundos hinchados, gaseosos, por supuesto, no serian habitables de ninguna manera.
"Queríamos extender, por primera vez, los cálculos para la formación de lunas ricas en agua alrededor de los gigantes de gas más allá del régimen de masa de Júpiter", dijo el autor René Heller, un postdoctoral fellow en astrofísica en la McMaster University en Ontario, Canadá.
El trabajo, aceptado para su publicación en The Astrophysical Journal, es co-escrito por Ralph Pudritz, director del Origins Institute en la McMaster University.
En resumen, Heller y Pudritz primero confirmaron investigaciones tempranas que muestran que cuanto más grande es el planeta, más grande sus lunas pueden ser potencialmente. Proporcionalmente, súper Júpiters podrian por tanto, ostentar [=sport] lunas hasta una pocas veces más masivas que Marte. Pero a diferencia de cualquier estudio previo, los autores mostraron además que estas lunas podrían ser extremadamente ricas en agua, y cerca de la zona Ricitos de Oro estelar [=stellar Goldilocks zone].
Dos lunas de Júpiter - Calisto y Ganímedes - son parientes de esta nueva clase de lunas gigantes, ricas en agua, aunque a diferencia de esos mundos potencialmente habitables, las lunas Galileanas son frígidas debido a su lejanía del sol.
Lunas gigantes, ricas en agua, de la zona Ricitos de Oro podrían ser ideales para la nutrición de vida extraterrestre. Estas exolunas podrían representar las más prevalentes, moradas amigables a la vida en el universo, dicen los científicos.
"Si lunas del tamaño de Marte, ricas en agua alrededor de super-Júpiters son comunes, como nuestro estudio sugiere, entonces las lunas habitables podrían fácilmente superar en úmero a los planetas habitables", dijo Heller. [10 Exoplanets That Could Host Alien Life]* [10 Exoplanetas Que Podrían Acoger Vida Extraterrestre]
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| Un disco protoplanetario contiene el material gaseoso y polvoriento que da origen a los planetas y sus lunas. Unos planetas se han coalescionado fuera del disco en la impresión de este artista. Crédito: University of Copenhagen/Lars BuchhaveView - Crédito: space.com |
Haciendo lunas
Heller y Pudritz construyen sobre modelos anteriores de cómo se forman las lunas alrededor de los planetas. El proceso de formación implica un disco de material que rodea los planetas en desarrollo. En este disco, partículas sólidas se aferran juntas [=glom together], poco a poco, para formar cuerpos más grandes y más grandes. De particular importancia para este proceso es la línea de agua-hielo, la distancia desde el planeta más allá del cual cualquier agua en el disco de material se congela en forma de sólidos, tal que puede pegarse a las lunas en crecimiento. (Planetas se agregan y reúnen agua de la misma manera como lunas alrededor de un planeta, pero en una comparativamente inmenso, asi llamado disco de acreción alrededor de una estrella joven.)
Los científicos crearon siete modelos, con el resultado de rangos de masa [=bulks] planetaria que van desde la masa [=mass] de Júpiter a una docena de veces más masivas. Los modelos incluyen dichas variables claves como temperaturas dentro del disco de formación de la exoluna y el calor desde el caliente, nuevo planeta mismo en el centro del disco. Con el tiempo, cuando el planeta se enfría y se contrae, este calor se disipa, afectando donde el agua puede persistir dentro del disco de formación de la luna.
También fueron incluidos en el marco el gas y el polvo en la nebulosa que rodea asociada con la estrella. Eso materiales [son] combustible de la formación del planeta hasta el punto que el planeta y su sistema de luna incipiente han barrido todo el gas y el polvo disponible en su vecindad orbital.
Con todos estos números conectados, las simulaciones corrieron su curso. Por la parte baja en la masa de Júpiter, las lunas modelo resultantes exhiben propiedades realistas, como la masa y la distancia de su planeta anfitrión, cuando se compara con cosas reales en nuestro sistema solar. Los resultados por lo tanto son un buen augurio para expandir el modelo al reino del súper Júpiter para ver si grandes, lunas amigables a la vida son posibles. [The Strangest Alien Planets (Gallery)]* [=Los Más Extraños Planetas Alienígenas (Galería)]
Super-planeta, súper lunas
El estudio llegó a demostrar que aproximadamente 1/10,000 de la masa de un planeta anfitrión tipicamente termina aglomerandose en exolunas satélites.
Super-Júpiters podrían así teóricamente albergar lunas de super tamaño, más grandes que los que rodean sus contrapartes gigantes de gas aquí en el sistema solar. Júpiter, por ejemplo, tiene cuatro grandes lunas, conocidas como las lunas Galileanas - Io, Europa, Ganímedes y Calisto. La mayor de ellas, Ganímedes, aunque es la luna más pesada en el sistema solar, es meramente el 2.5 por ciento de la masa de la Tierra.
En la escala que figura arriba, súper-Júpiters podría proporcionalmente resultar en un exoluna más masiva que el planeta Marte, que tiene una décima de la masa de la Tierra.
"Un planeta con una masa alrededor de 10 veces de la de Júpiter podría tener un sistema lunar que pese alrededor de 10 veces la masa total de las lunas Galileanas, o alrededor de seis veces la masa de Marte," dijo Heller. "Distribuya esta masa encima de tres a cinco lunas, y cada uno de ellas tendrá aproximadamente una o dos masas de Marte."
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| Las cuatro lunas Galileanas de izquierda a derecha: Io, Europa, Ganímedes y Calisto. Crédito: NASA/JPL/DLR - Crédito: space.com |
Más bien como la Tierra
Ese hallazgo es una emocionante noticia desde una perspectiva astrobiológica, por que más grande es mejor cuando se trata de lunas. Cuando las lunas comienzan a llegar a masas más parecidas a las planetarias, algunas características consideradas ventajosas para la vida pueden empezar a entrar en juego.
Más masa se traduce en mayores chances de gravitacionalmente mantener encima una atmósfera, por ejemplo. Las atmósferas pueden hacer a un planeta en su conjunto mucho bien cuando se trata de la vida, proporcionando una fuente de gases para permitir la química biológica, así como moderar el clima, transportar agua y nutrientes, y proteger de la perjudicial radiación de alta energía estelar y cósmica .
También, de la mayor importancia astrobiológica, los dos científicos demostraron que las exolunas alrededor de súper-Júpiters razonablemente podrían estar compuestas de quizá la mitad de agua en masa, como Calisto y Ganímedes. El estudio siguió las líneas de hielo de agua, descritas anteriormente como límite dentro de un sistema lunar en desarrollo en el que el calor de un planeta joven mantiene el agua disponible en un estado gaseoso, y por lo tanto no capturada fácilmente por la luna que se esta formando. Más allá de la línea de hielo de agua, el agua se congela sólida como el hielo y incorporandose a una luna en gestación. En una zona habitable de la situación de un súper-Júpiter, sin embargo, el hielo recogido por la luna podría potencialmente permanecer líquido en su superficie.
En un nuevo paper que acompaña a su estudio en Astrophysical Journal , Heller y Pudritz buscan más a fondo en donde este tipo de súper-Júpiters y sus lunas potencialmente habitables podrían formarse en un sistema solar naciente. [Our Solar System: A Photo Tour]* [=Nuestro Sistema Solar: un Tour Fotográfico]
La mayoría de los exoplanetas gigantes probablemente formaron allá de la línea de agua-hielo alrededor de la estrella a unas 3 unidades astronómicas (UA). Ellos subsecuentemente migraron a una distancia similar a la Tierra (1 UA) de su estrella como resultado de la atracción gravitacional.
Una pregunta clave, que Heller y Pudritz abordados en su reciente estudio de seguimiento, aceptado para su publicación en la revista Astronomy & Astrophysics, es si los muchos gigantes extrasolares ahora a 1 UA podrían haber formado sus lunas después de la migración en la zona habitable.
Intrigantemente, los autores encontraron que los planetas súper-Júpiter sólo pueden formar grandes, lunas ricas en agua más allá de las 3 a 4 UA de estrellas similares al sol porque los discos de acreción planetarios se vuelven muy pequeños y muy cálidos más cerca de su estrella. Por lo tanto, para los planetas gigantes en la zona habitable el tener lunas del tamaño de Marte, ricas en agua, que tendrían que llevar a cuestas sus sistemas de luna completo desde las regiones exteriores frías de un sistema solar hacia su más cálido, santuario interior - un escenario plausible , al parecer, basadas en las principales teorías de la evolución del sistema solar.
Ahí afuera, esperando ser encontrado?
En la búsqueda de estas grandes exolunas, hay algunas buenas noticias adicionales, es decir que deben ser detectables con la generación actual y la próxima de observatorios basados en el espacio y en tierra. Una luna de la masa de Marte consistente la mitad de agua sería sustancialmente mayor que el mismo Planeta Rojo mayormente sin agua - aproximadamente el 70 por ciento del diámetro de la Tierra, mientras que Marte es la mitad de la circunferencia de la Tierra. Esto se debe a que el agua tiene una baja densidad en comparación con la roca y hierro que componen la mayor parte de la Tierra y Marte. En otras palabras, los mundos de agua no empacan su masa en un volumen tan pequeño como la mayoría de los rocosos.
Los exoplanetas más pequeños encontrados hasta la fecha son alrededor del tamaño de la luna de la Tierra, que es sustancialmente más pequeño que Marte. Por lo tanto, las lunas mayores que Marte teorizadas en los modelos de Heller deberían ser objetivos observables con la tecnología actual o del futuro cercano. Ellos aun podrían aparecer en los datos de la primera carrera de observación de la misión Kepler de la NASA, que está todavía siendo analizada.
Por el camino, la misión del telescopio espacial PLATO de la European Space Agency [Sobre PLATO ver: Antigua estrella eleva prospectos de vida inteligente], así como los colosales, telescopios terrestres de la clase de 30 metros programados para abrir la próxima década - y los más prometedores European Extremely Large Telescope de 40 metros - podrían perfeccionar aún más, en una de estas fascinantes, exolunas teóricas.
Heller señaló que la escena en un conjunto multi-lunar alrededor de una zona habitable, súper Júpiter podría ser sorprendente, si es que varias de las lunas son habitables - o incluso habitadas.
"Para hacer las cosas más dramáticas, imagine que todas las otras lunas tienen sus propios atmosferas y océanos, justo en diversas modas", dijo. "Cualquier civilización que viviera en una de estas lunas tendría un extremadamente interesante entorno astrobiológico para explorar, y con otros mundos habitables bastante cerca."
Esta historia fue proporcionada por Astrobiology Magazine, una publicación basada en la web sponsoreada por la NASA astrobiology
Nota Traducción castellana de Andrés Salvador (sujeta a revisión). Las notas entre corchetes son del traductor. [...]*: El corchete seguido de un asterisco indica texto entre corchetes en el original.
Fuente 'Exomoons' Capable of Supporting Life May Be Common, space.com, June 29, 2015 - Trad. cast. de Andrés Salvador