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← Origins of Life: Astrobiology & General Theories of Life - Exoplanets - The Habitable Zone

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Showing Revision 26 created 10/01/2019 by Miriam Delgado.

  1. LOS EXOPLANETAS: LA ZONA HABITABLE
  2. Bienvenidos a
    "La búsqueda de mundos habitables".
  3. Esta conferencia nos lleva
    fuera de nuestro planeta
  4. para revisar lo que actualmente sabemos
    de planetas que orbitan otras estrellas.
  5. Antes del inicio de la década de los 90,
    los únicos planetas que conocíamos
  6. eran los mundos que orbitan
    alrededor de nuestro Sol,
  7. pero a medida que nuestros instrumentos
    se hicieron más sensibles para observar
  8. el tenue susurro de un planeta alrededor
    de otra estrella en otra galaxia,
  9. descubrimos que nuestro sistema solar
    era uno de muchos.
  10. Ahora ya conocemos miles
    de planetas extrasolares o exoplanetas,
  11. planetas que orbitan
    estrellas distintas a nuestro Sol.
  12. Esto nos lleva a una pregunta obvia:
  13. ¿Pudiera ser que uno
    de estos nuevos mudos sea habitable?
  14. El problema con esta pregunta
    es que, mientras estamos descubriendo
  15. muchos mundos, sabemos muy poco
    acerca de cada uno de ellos.
  16. Hasta ahora, la mayoría de los planetas
    que hemos descubierto
  17. se han encontrado
    mediante una de dos técnicas:
  18. la técnica de la velocidad radial,
    que usan los telescopios terrestres
  19. tales como el observatorio ESO en Chile,
  20. o la técnica del tránsito
    que la usan aquellos instrumentos
  21. como el telescopio espacial Kepler
    y su sucesor: el TESS.
  22. La técnica de la velocidad radial,
  23. llamada por algunos
    como "el bamboleo Doppler",
  24. detecta un planeta por el tenue bamboleo
    que causa en la estrella.
  25. Tendemos a creer que la estrella
    es estacionaria y que el planeta
  26. la órbita, pero la verdad es que ambos
    orbitan sus centros de masa comunes.
  27. Como la estrella
    es mucho más grande que el planeta,
  28. el centro de masa reside muy cerca
    del centro de masa de la estrella,
  29. haciendo que su órbita tenga
    un tenue bamboleo
  30. en comparación
    con el amplio circuito del planeta.
  31. Este bamboleo hace
    que, periódicamente, la estrella
  32. se aleje ligeramente
    y, luego, se acerque a la Tierra.
  33. Cuando la estrella se aleja ligeramente
    de la Tierra las longitudes
  34. de onda de su luz se hacen
    más largas y ligeramente rojas
  35. Por el contrario, cuando la estrella
    se mueve hacia nosotros,
  36. las longitudes de onda de su luz
    se acortan y se vuelven azules.
  37. Este cambio regular
    hacia el rojo y hacia el azul
  38. es lo que los astrónomos
    pueden medir para detectar un planeta.
  39. El segundo método que se usa
    para la detección de planetas
  40. es la técnica del tránsito.
  41. Aquí se detecta una ligera disminución
  42. del brillo de la estrella cuando
    el planeta pasa frente de la estrella
  43. al verlo desde la Tierra.
  44. Estos dos métodos proporcionan
    dos propiedades del planeta:
  45. la técnica del tránsito
    da un estimado del radio del planeta,
  46. mientras que la técnica
    de la velocidad radial
  47. nos da la masa mínima del planeta,
  48. la cual puede ser significativamente menor
    que la masa real del planeta
  49. debido a que la velocidad radial
    solo mide el bamboleo de la estrella
  50. hacia la Tierra.
  51. Si la órbita del planeta se inclina
    con respecto a nosotros,
  52. entonces parte del movimiento
    de la estrella se alejará de nosotros;
  53. este no se mide y así se subestima
    la masa del planeta.
  54. Ambas técnicas también
    nos dan la cantidad de radiación
  55. que de la estrella recibe el planeta,
  56. la cual puede ser diferente
    a la temperatura de la superficie
  57. cuando se tienen en cuenta
    los efectos de retención del calor
  58. de los diferentes gases atmosféricos.
  59. El reto de tratar de determinar
  60. si un planeta es habitable
  61. es que solo podemos medir
    dos o tres propiedades
  62. y ninguna nos dice en verdad
    cómo es la superficie del planeta.
  63. Esto cambiará cuando los telescopios
    de la próxima generación sean capaces
  64. de detectar la luz que pasa
    a través de la atmósfera del planeta.
  65. Diferentes moléculas de la atmósfera
    absorben diferentes longitudes de onda
  66. proporcionando la huella
    de las longitudes de onda faltantes
  67. que indican la composición
    de la atmósfera;
  68. nuestra primera pista de lo que pasa
    en la superficie del planeta.
  69. Pero esto conlleva un nuevo problema
  70. como la espectroscopia atmosférica
    para planetas rocosos y templados,
  71. la cual es complicada
    y consume mucho tiempo.
  72. Por ello, necesitamos un modo
    de seleccionar planetas
  73. que tengan mayor probabilidad
    de arrojar resultados interesantes.
  74. Pero ¿cómo seleccionamos planetas
    que sean aptos para ser habitados
  75. sin conocer las propiedades
    de la superficie?
  76. Analicemos lo que queremos encontrar:
  77. será más fácil reconocer
    la vida semejante a la de la Tierra
  78. que es agua
    y la química basada en el carbono.
  79. Luego, estos necesitan ser detectables,
  80. lo que significa que el agua
    tiene que estar en la superficie
  81. y no en un sistema bajo
    la superficie como en Europa.
  82. Basándonos en esto, podemos preguntar:
  83. ¿En qué medida necesita un planeta similar
    a la Tierra estar aislado?
  84. La respuesta es:
    una "zona habitable clásica".
  85. La zona habitable clásica es donde
    un planeta similar a la Tierra;
  86. es decir, un planeta
    con nuestra presión superficial,
  87. nuestros gases atmosféricos
    y procesos geológicos,
  88. puede mantener agua en la superficie.
  89. A menudo, la literatura sobre exoplanetas
  90. se refiere a esto como "zona habitable",
  91. aunque todavía no conocemos otro planeta
  92. que sostenga vida que no sea la Tierra.
  93. El confín interno de la zona habitable
  94. es demasiado caliente como para que haya
    agua superficial en la Tierra,
  95. esta se evaporaría.
  96. en el límite externo,
    el dióxido de carbono se condensa
  97. en nubes que no son capaces
    de proveer el aislamiento térmico
  98. de un gas de invernadero
    y, por lo tanto, el planeta se congelaría.
  99. Los modelos climáticos predicen
    que la zona habitable debe extenderse
  100. entre los 0,99 ua y 1,67 ua,
  101. donde 1 ua es la distancia promedio
    entre la Tierra y el Sol;
  102. por lo tanto, nuestro planeta
    reside justo en el confín interno.
  103. Una ligera extensión de esta es conocida
    como la "zona habitable optimista",
  104. la ampliación de esos límites
    se basa en la idea de que Venus
  105. y Marte presumiblemente tuvieron
    en el pasado agua en su superficie.
  106. De manera que un planeta similar
    a la Tierra pudiera tener un período
  107. de habitabilidad fuera
    de los confines de la zona habitable.
  108. Los confines de la zona habitable clásica
  109. solo se han calculado para la Tierra,
  110. lo cual se demuestra fácilmente,
  111. mientras que Venus reside
    fuera de la zona habitable,
  112. con la Luna y Marte que orbitan en ella,
    pero no son tan similares a la Tierra
  113. como para tener
    agua líquida en esta región.
  114. Diferentes planetas pudieran
    tener zonas habitables diferentes
  115. en diferentes lugares o puede ser
    que no tengan ninguna.
  116. Hasta ahora, de los planetas
    que se han encontrado orbitando
  117. en la zona habitable clásica,
    hay casi 15 veces más
  118. planetas suficientemente grandes
    como para tener una atmósfera tan densa
  119. como la de Neptuno en comparación
    con los que pudieran ser rocosos.
  120. Hemos descubierto planetas
  121. con el tamaño adecuado para ser rocosos
    y que orbitan en de la zona habitable.
  122. ¿Su similitud con la Tierra es suficiente
    para contener agua líquida en esa región?
  123. No lo sabemos.
  124. Puede ser que tengan otra geología
    o diferentes gases atmosféricos
  125. como para que sea imposible
    la existencia de agua superficial.
  126. Lo único que podemos decir es
  127. que si hay otro planeta habitable
    parecido a la Tierra,
  128. debería estar en la zona habitable,
    pero estar ahí no significa
  129. que su parecido con la Tierra
    sea suficiente para albergar vida.
  130. En conclusión, hemos descubierto
    miles de exoplanetas;
  131. muchos de ellos
    con un tamaño semejante al de la Tierra,
  132. paro, por ahora,
  133. no tenemos manera
    de saber cómo son sus superficies.
  134. Fíjense que, particularmente,
  135. la Tierra y Venus son similares en tamaño;
  136. por lo tanto, son planetas
    con tamaños similares al de la Tierra.
  137. La próxima generación de telescopios
  138. será capaz de detectar
    la atmósfera de esos mundos
  139. y, por primera vez, nos podrán decir
    algo sobre sus superficies.
  140. La zona habitable es un concepto útil
  141. para seleccionar planetas
    con estos nuevos telescopios,
  142. pero eso no garantiza
    que un planeta sea en verdad habitable.
  143. Si quieren jugar
  144. con un simple modelo climático
    de un planeta similar a la Tierra,
  145. pueden ir a "earthlike.world"
    o al Twitter asociado.
  146. En este sitio web verán
  147. qué diferente a la Tierra
    puede ser un planeta hoy,
  148. incluso, si tiene
    nuestros mismos ciclos geológicos.
  149. El blog NASA NExSS "Many Worlds"
  150. cubre las noticias más recientes
    sobre exoplanetas y muchas historias
  151. sobre el origen de la vida.
    También hay una reseña más técnica
  152. sobre la búsqueda de biofirmas
    en un artículo liderado por Yuka Fuji
  153. publicado el año pasado en "Astorbiology".
    Estas son las referencias
  154. que fueron mencionadas
    durante la conferencia.
  155. Muchas gracias por su atención.