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NASA: una atmósfera como la Tierra podría no sobrevivir la órbita de Próxima b

Proxima b, un planeta del tamaño de la Tierra justo afuera de nuestro Sistema Solar en la zona habitable de su propia estrella, podría no poder mantener el control sobre su propia atmósfera, dejando a la superficie expuesta a la dañina radiación estelar y reduciendo su potencial habitabilidad, indicó la agencia espacial de Estados Unidos (EEUU), NASA, en un artículo difundido en su página web.

A solo 4 años luz de distancia, Proxima b es nuestro vecino extra-solar más cercano. Sin embargo, debido al hecho de que no se ha visto cruzar frente a su estrella anfitriona, el exoplaneta elude el método habitual para aprender acerca de su atmósfera. En su lugar, los científicos deben confiar en modelos para entender si el exoplaneta es habitable o no, explica la NASA en su sitio.

Uno de estos modelos computarizados consideró lo que sucedería si la Tierra orbitaba Proxima Centauri nuestro vecino estelar más cercano y la estrella anfitriona de Proxima b, en la misma órbita que Proxima b. El estudio de la NASA, publicado en The Astrophysical Journal Letters, sugiere que la atmósfera de la Tierra no sobreviviría en las proximidades de la violenta enana roja.

“Decidimos tomar el único planeta habitable que conocemos hasta ahora – Tierra – y ponerlo donde está Proxima b”, dijo Katherine Garcia-Sage, un científico espacial en el Goddard Space Flight Center de la NASA y autor principal del estudio.

El hecho de que la órbita de Proxima b esté en la zona habitable, que es la distancia de su estrella de acogida donde el agua podría estar en la superficie de un planeta, no significa que sea realmente habitable. Eso lo saben bien los científicos. ¿Por qué? Porque no toma en cuenta, por ejemplo, si el agua realmente existe en el planeta, o si una atmósfera podría sobrevivir en esa órbita. Las atmósferas son también esenciales para la vida tal como la conocemos: tener la atmósfera adecuada permite la regulación climática, el mantenimiento de una presión superficial que sea amigable con el agua, el blindaje contra el tiempo atmosférico peligroso y la vivienda de los componentes químicos de la vida, explica la NASA.

Garcia-Sage y el modelo de computadora de sus colegas usaron la atmósfera terrestre, el campo magnético y la gravedad como proxies para Proxima b. También calcularon la cantidad de radiación que Proxima Centauri produce en promedio, basada en las observaciones del Observatorio de rayos X Chandra de la NASA.

Con estos datos, su modelo simula cómo la radiación intensa de la estrella de acogida y la llamarada frecuente afectan la atmósfera del exoplaneta.

“La pregunta es, ¿cuánto de la atmósfera se pierde, y qué tan rápido se produce ese proceso?”, manifestó Ofer Cohen, un científico espacial de la Universidad de Massachusetts, Lowell y co-autor del estudio. “Si calculamos ese tiempo, podemos calcular cuánto tiempo tarda la atmósfera en escapar completamente – y compararlo con la vida del planeta”, agregó.

Una estrella enana roja activa como Proxima Centauri despoja la atmósfera cuando la radiación ultravioleta extrema de alta energía ioniza los gases atmosféricos, eliminando electrones y produciendo una franja de partículas cargadas eléctricamente. En este proceso, los electrones recién formados ganan suficiente energía para poder escapar fácilmente de la gravedad del planeta y salir corriendo de la atmósfera.

Las cargas opuestas se atraen, así como los electrones más cargados negativamente salen de la atmósfera, crean una poderosa separación de carga que extrae los iones cargados positivamente junto con ellos, hacia el espacio.

En la zona habitable de Proxima Centauri, Proxima b encuentra brotes de radiación ultravioleta extrema cientos de veces mayor que la Tierra desde el*Sol*, señala la NASA. Esa radiación genera suficiente energía para desprender no sólo las moléculas más ligeras – hidrógeno – sino también, con el tiempo, elementos más pesados como el oxígeno y el nitrógeno.

El modelo muestra que la poderosa radiación de Proxima Centauri drena la atmósfera similar a la Tierra hasta 10.000 veces más rápido que lo que sucede en la Tierra.

“Este fue un cálculo simple basado en la actividad promedio de la estrella anfitriona”, explicó García-Sage. “No considera variaciones como el calentamiento extremo en la atmósfera de la estrella o violentos disturbios estelares al campo magnético del exoplaneta – cosas que esperaríamos proporciona aún más radiación ionizante y escape atmosférico”, anotó.

Para entender cómo el proceso puede variar, los científicos examinaron otros dos factores que exacerban la pérdida atmosférica. Primero, consideraron la temperatura de la atmósfera neutral, llamada la termósfera. Ellos encontraron que mientras la termósfera se calienta con más radiación estelar, el escape atmosférico aumenta.

La NASA señala en su página web que los científicos también consideraron el tamaño de la región sobre la cual ocurre el escape atmosférico, llamado la tapa polar. Los planetas son más sensibles a los efectos magnéticos en sus polos magnéticos. Cuando las líneas de campo magnético en los polos están cerradas, la tapa polar está limitada y las partículas cargadas permanecen atrapadas cerca del planeta. Por otro lado, se produce una mayor fuga cuando las líneas de campo magnético están abiertas, proporcionando una ruta unidireccional al espacio.

“Este estudio examina un aspecto poco apreciado de la habitabilidad, que es la pérdida atmosférica en el contexto de la física estelar”, señaló según la NASA, Shawn Domagal-Goldman, un científico espacial de Goddard no involucrado en el estudio. “Los planetas tienen muchos sistemas de interacción diferentes, y es importante asegurarse de incluir estas interacciones en nuestros modelos”, añadió.

Los científicos muestran que con las temperaturas más altas de la termósfera y un campo magnético completamente abierto, Proxima b podría perder una cantidad igual a la totalidad de la atmósfera de la Tierra en 100 millones de años – es sólo una fracción de 4 mil millones de Proxima b hasta ahora. Cuando los científicos asumieron las temperaturas más bajas y un campo magnético cerrado, esa cantidad de masa escapa más de 2 mil millones de años.

“Las cosas pueden ser interesantes si un exoplaneta se aferra a su atmósfera, pero las tasas de pérdida atmosférica de* Proxima b* son tan altas que la habitabilidad no es plausible”, consideró Jeremy Drake, astrofísico del Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics y coautor del estudio. “Esto cuestiona la habitabilidad de los planetas alrededor de esas enanas rojas en general”.

Las enanas rojas como Proxima Centauri o la estrella TRAPPIST-1 son a menudo el objetivo de las cacerías de los exoplanetas, porque son las estrellas más frescas, más pequeñas y más comunes de la galaxia. Debido a que son más fríos y más oscuros, los planetas tienen que mantener órbitas estrechas para que el agua líquida esté presente.

No obstante, la NASA advierte que a menos que la pérdida atmosférica sea contrarrestada por algún otro proceso – como una gran cantidad de actividad volcánica o bombardeo de cometas -, esta cercanía, que los científicos encuentran con más frecuencia, no es prometedora para la supervivencia o la sostenibilidad de una atmósfera.

DATOS CLAVES SOBRE LA NASA

La NASA es la Administración Nacional de la Aeronáutica y del Espacio de Estados Unidos.

Fue fundada por el presidente Dwight D. Einsenhower en 1958 con una orientación civil.

Entre los éxitos más importantes de la nasa se encuentran las misiones Apolo que llegaron a la Luna. Actualmente apoya la Estación Espacial Internacional, mientras explora otros planetas, estrellas, siendo su objetivo más inmediato Marte, el planeta rojo.