domingo, 29 de octubre de 2017

Revisitando Proxima b, el exoplaneta más cercano (y II). Habitabilidad.

La recolección de datos de la campaña de 2017 del equipo Red Dots se han cerrado con el mes de septiembre, y estamos a la espera de la publicación de los resultados para saber si Proxima b tiene acompañantes. Mientras esperamos, no está mal darle un repaso a lo conocido de este inquietante planeta.

Tras la primera entrada sobre Proxima b, dedicada a la detección y la estructura interna del planeta, toca ahora ver qué se sabe de su habitabilidad, tema sobre el que se escribe mucho y sin demasiado rigor... Los datos son escasos y los planteamientos suelen ser altamente especulativos.

Esta representación artística de Kepler-438 b bien podría ser aplicada también a Proxima b (Fuente: University of Warwick. Crédito: Mark A. Garlick)

La Actividad Estelar. 

Si del planeta no se sabe gran cosa, la estrella Proxima Centauri es una estrella bien conocida, que ha sido estudiada minuciosamente. Se disponen de datos que permiten asegurar que no es fácil prosperar cerca de Proxima Centauri. Esta estrella asesina intentará matar a todo lo que intente sobrevivir en su Zona Habitable.



Esto es lo que le espera a Proxima b. Eyección de Masa Coronal del 31 de agosto de 2012, vista desde el Solar Dynamics Observatory.  (Fuente: NASA Goddard Space flight Center)

Actividad lo llaman: Fulguraciones, Eyecciones de Masa Coronal (CMEs) y todo tipo de alteraciones magnéticas, por no hablar de que durante su juventud la estrella debió tener una elevada luminosidad que debió aumentar la irradiación durante millones de años.

Proxima Centauri es una estrella muy diferente de nuestro Sol. Comparando con el Sol, su masa es 8 veces menor, su luminosidad un 0,15% y su densidad 40 veces mayor.

Y nadie querría estar cerca de esta estrella durante una tormenta magnética. Las observaciones de Ribas et al. revelaron que el flujo medio en el XUV que recibe Proxima b es de 0,293 W/m2, algo así como 60 veces el que recibe nuestra Tierra.

Muchas personas suelen pensar que el problema reside en que la hipotética Vida del planeta tendría que sobrevivir a intensas radiaciones de rayos X o UV, pero esto no es así. La Vida encontraría la forma de adaptarse. La adaptación más obvia sería permanecer enterrado o sumergido, a salvo de la radiación.

La amenaza real es mucho peor. Si no está protegido por un buen campo magnético, un planeta sometido a esta actividad estelar tan intensa, puede perder su atmósfera como un barco que pierde su velamen en mitad de una tormenta, quedando a la deriva. Un planeta sin atmósfera no puede retener mares en su superficie. No sería habitable en el sentido tradicional, aunque de alguna manera podría retener mares internos.

Lo cierto es que si el planeta va bien pertrechado con un buen núcleo metálico y una buena rotación, puede tener un campo magnético decente, y quizá consiga aguantar. En ese caso, el planeta mostraría un aspecto espectral, eléctrico, y estaría dominado por intensas auroras. De color verde si la atmósfera tiene oxígeno...

Una representación artística de Proxima b. Quizá esta bucólica imagen no sea muy realista.(Fuente: ESO. Crédito: M. Kommesser)




La Habitabilidad de Proxima b.

El anuncio inicial del hallazgo de Proxima b del que apenas se conoce su distancia a Proxima Centauri (0,05 UA), una acotación inferior de la masa (1,27 veces la de la Tierra) y poco más, fue seguido de un abundante material sobre la habitabilidad del planeta.

El anuncio del magnífico hallazgo durante el verano de 2016, incluía el primer (y prometedor) análisis sobre la habitabilidad del planeta basado en los clásicos modelos 1-D de Kopparapu (2013, 2014), poniendo de relieve que Proxima b estaba confortablemente ubicada en la zona habitable.

Siguieron enseguida dos estudios muy detallados sobre la habitabilidad de Proxima b basados en modelos adaptados a las especificidades del planeta. Uno de ellos era un modelo 3-D de circulación global (Turbet, 2016); y otro más simple, y a la vez más versátil, basado en un modelo 1-D (Vicky Meadows, 2016). Ambos mostraban que, asumiendo hipótesis razonables, había esperanzas para la habitabilidad de Proxima b. Aparecían típicamente planetas que bajo el punto subestelar (en el eterno mediodía) eran capaces de albergar océanos de agua líquida, siempre que hubiera acoplamiento de marea, entre otras condiciones. Si había otro tipo de resonancias, como la 3:2 (3 rotaciones por cada 2 órbitas, como Mercurio) las cosas se complicaban un poco y era necesario algo más de CO2 para calentar el planeta.

Posibles distribuciones de temperatura para diversos escenarios dependiendo de rotación y composición atmosférica. Los sincrónicos parecen ser más prometedores. (Fuente: Turbet et al., 2016)

Posteriormente, ya en 2017, apareció el estudio de Boutle et al. realizando correcciones a la baja sobre el de Turbet en la irradiación que el planeta recibía de la estrella. El resultado eran planetas más fríos, sobre todo en la zona de la noche eterna, pero que seguían teniendo posibilidades de albergar mares en la superficie.

Escenarios de Boutle con acoplamiento de marea. No son muy diferentes de los de Turbet. (Fuente: Boutle, 2017)


Aunque más fríos, los escenarios de Boutle et al. para la resonancia 3:2, con y sin excenmuestran algunos escenarios prometedores. (Boutle et al., 2017)


Recientemente, hemos leído un artículo más complejo aún (Del Genio, 2017), que tiene en cuenta, además de la circulación atmosférica, el efecto sobre el clima de  la circulación de los mares del planeta. Si los anteriores modelos dependen de muchas variables  que se asumían a priori, este, al ser más complejo, tiene todavía más. Un ejemplo es el efecto de la salinidad de los mares en el clima del planeta, si es que hay, que es totalmente desconocida.

Los modelos de Del Genio son más complejos y dependiendo de, por ejemplo, la salinidad y la presencia de hielos en la superficie aparecen distintos escenarios. (Fuente: Del Genio et al., 2017)

Todos los estudios muestran posibilidades para la Vida en Proxima b, pero son meros modelos teóricos. Algún día los ELTs estudiarán la atmósfera de Proxima b, tendremos datos para saber qué pasa allí, y abandonaremos esta situación altamente especulativa.

Y fin, en breve tendremos más noticias sobre este planeta y sus posibles acompañantes.

Atentos todos.




La página del equipo Red Dots, que sigue estudiando la estrella.

2016. La detección de Proxima b por el equipo Pale Red Dot.

2016. Martin Turbet explica cuales son los posibles climas que pueden primar en Proxima b partiendo de su rotación, el agua disponible y la composición de la atmósfera.

2016. Victoria Meadows nos describe los posibles climas de Proxima b. Una paper muy interesante, mostrando una gran riqueza de escenarios posibles.

2017. Mis comentarios sobre el artículo de Meadows y Turbet.

2017. Boutle et al. revisan el planteamiento de Turbet con una irradiación menos elevada.

2017. Ignasi Ribas et al. analizan el espectro de la estrella Proxima Centauri.

2017. Anthony D. Del Genio revisan la habitabilidad de Proxima b desde un planteamiento más global y complejo.


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