Evaluación de la habitabilidad de planetas alrededor de enanas rojas viejas.
Los planetas que orbitan cerca de las estrellas más abundantes y duraderas de nuestra Vía Láctea pueden ser menos hospitalarios para la vida de lo que se pensaba anteriormente.
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| Ilustración de la estrella de Barnard acompañada de un planeta cercano. Crédito: rayos-X: NASA/CXC/University of Colorado/K. France et al.; ilustración: NASA/CXC/M. Weiss. |
Un nuevo estudio que utilizó el Observatorio de rayos X Chandra de la NASA y el Telescopio Espacial Hubble examinó la enana roja llamada Estrella de Barnard, que tiene unos 10 mil millones de años, más del doble de la edad actual del Sol. Las estrellas enanas rojas son mucho más frías y menos masivas que el Sol, y se espera que vivan vidas mucho más largas porque no queman su combustible tan rápido. La estrella de Barnard es una de las estrellas más cercanas a la Tierra a una distancia de solo 6 años luz.
Las enanas rojas jóvenes, con edades inferiores a unos pocos miles de millones de años, son conocidas como fuertes fuentes de radiación de alta energía, incluidas explosiones de luz ultravioleta y rayos X. Sin embargo, los científicos saben menos sobre la cantidad de radiación dañina que emiten las enanas rojas más adelante en su vida.
Las nuevas observaciones concluyeron que alrededor del 25% del tiempo, la estrella de Barnard desencadena llamaradas abrasadoras, que pueden dañar las atmósferas de los planetas que la orbitan de cerca. Si bien su único planeta conocido no tiene temperaturas habitables, este estudio se suma a la evidencia de que las enanas rojas pueden presentar serios desafíos para la vida en sus planetas.
"Las enanas rojas son los tipos de estrellas más numerosos, y su pequeño tamaño las hace favorables para estudiar planetas en órbita. Los astrónomos están interesados en comprender cuáles son las perspectivas de planetas habitables alrededor de enanas rojas", dijo Kevin France de la Universidad de Colorado en Boulder, quien dirigió el estudio. "La estrella de Barnard es un gran caso de estudio para aprender sobre lo que sucede alrededor de las enanas rojas más viejas en particular".
Las observaciones del Hubble del equipo de investigación de la estrella de Barnard tomadas en marzo de 2019 revelaron dos llamaradas ultravioleta de alta energía, y las observaciones de Chandra en junio de 2019 descubrieron una de rayos X. Ambas observaciones duraron unas siete horas.
"Si estas instantáneas son representativas de cuán activa es la estrella de Barnard, entonces está bombeando una gran cantidad de radiación dañina", dijo el coautor del estudio Girish Duvvuri, también de la Universidad de Colorado. "Esta cantidad de actividad es sorprendente para una vieja enana roja".
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| Un estudio que utilizó Chandra y Hubble ha proporcionado una nueva perspectiva de cómo podrían ser los planetas habitables que orbitan el tipo más común de estrellas en la Galaxia. El objetivo del nuevo estudio es una enana roja llamada Barnard's Star que tiene unos 10 mil millones de años. Las observaciones separadas de Chandra y Hubble de la estrella de Barnard en 2019 revelaron un rayo X y dos destellos ultravioleta. Estos resultados implican que la estrella de Barnard desata llamaradas potencialmente destructivas alrededor del 25% del tiempo, lo que sugiere que la mayoría de las enanas rojas viejas pueden no ser hospitalarias para la vida. La ilustración muestra la radiación de las llamaradas de una enana roja (derecha) como la estrella de Barnard que erosiona la atmósfera de un planeta rocoso en órbita (izquierda). Los datos muestran un destello de rayos X visto en la observación de Chandra que duró aproximadamente 7 horas. Crédito: Curva de luz de rayos X: NASA / CXC / Universidad de Colorado / K. France et al .; Ilustración: NASA / CXC / M. Weiss |
Luego, el equipo estudió lo que significan estos resultados para los planetas rocosos que orbitan en la zona habitable, la zona donde podría existir agua líquida en la superficie de un planeta, de una enana roja como la estrella de Barnard.
Es probable que cualquier atmósfera formada al principio de la historia de un planeta de zona habitable haya sido erosionada por la radiación de alta energía de la estrella durante su volátil juventud. Más adelante, sin embargo, las atmósferas de los planetas podrían regenerarse a medida que la estrella se vuelve menos activa con la edad. Este proceso de regeneración puede ocurrir por gases liberados por impactos de material sólido o gases liberados por procesos volcánicos.
Sin embargo, la avalancha de llamaradas poderosas como las que se informan aquí, que ocurren repetidamente durante cientos de millones de años, pueden erosionar cualquier atmósfera regenerada en planetas rocosos en la zona habitable. Esto reduciría la posibilidad de que estos mundos alberguen vida.
Debido a estos sorprendentes hallazgos de llamaradas, el equipo consideró otras posibilidades de vida en planetas que orbitan alrededor de viejas enanas rojas como la estrella de Barnard. Aunque es posible que los planetas en la zona habitable tradicional no puedan mantener sus atmósferas debido a las llamaradas, los astrónomos pueden extender sus búsquedas de planetas a mayores distancias de la estrella anfitriona, donde las dosis de radiación de alta energía son menores. A estas mayores distancias, es posible que un efecto invernadero de gases distintos al dióxido de carbono, como el hidrógeno, permita que exista agua líquida.
"Es difícil decir cuál es la probabilidad de que un planeta en cualquier sistema sea habitable hoy o en el futuro", dijo Allison Youngblood de la Universidad de Colorado. "Nuestra investigación muestra un factor importante que debe tenerse en cuenta en la complicada cuestión de si un planeta puede albergar vida".
Los planetas más allá de la órbita del Sol también se conocen como exoplanetas. Hasta ahora se han confirmado más de 4.000 exoplanetas, y muchos de los identificados orbitan enanas rojas. Comprender qué hace que los planetas sean habitables es de interés para los científicos en el campo de la astrobiología, que estudia cómo se originó la vida en la Tierra y dónde podría existir en el sistema solar y más allá.
El equipo está estudiando actualmente la radiación de alta energía de muchas más enanas rojas para determinar si la estrella de Barnard es típica.
"Puede resultar que la mayoría de las enanas rojas sean hostiles a la vida", dijo el coautor Tommi Koskinen de la Universidad de Arizona en Tucson. "En ese caso, la conclusión podría ser que los planetas alrededor de estrellas más masivas, como nuestro propio Sol, podrían ser la ubicación óptima para buscar mundos habitados con la próxima generación de telescopios".
La estrella de Barnard tiene un 16% de la masa del Sol y su planeta conocido tiene una masa aproximadamente tres veces mayor que la de la Tierra, orbitando a una distancia aproximadamente igual a la separación Mercurio-Sol.
Un artículo que describe estos resultados se publicó el 30 de octubre de 2020 en The Astronomical Journal y está disponible en línea. El Centro Marshall de Vuelos Espaciales de la NASA administra el programa Chandra. El Centro de Rayos X Chandra del Observatorio Astrofísico Smithsoniano controla las operaciones científicas y de vuelo desde Cambridge y Burlington, Massachusetts.
Otros materiales sobre los hallazgos están disponibles en:
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Contactos de medios:
Megan Watzke
Centro de rayos X Chandra, Cambridge, Mass.
617-496-7998
Molly Porter
Centro Marshall de Vuelos Espaciales, Huntsville, Alabama
256-544-0034
molly.a.porter@nasa.gov
• Publicado en Chandra el 30 de octubre del 2020, enlace rueda de prensa.
