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domingo, 23 de junio de 2019

3.000 millones de posibilidades de vida

Tres de cada cuatro estrellas del universo tienen planetas que podrían albergar seres vivos en condiciones extremas


Recreación de la superficie del planeta Proxima b y su estrella Proxima Centauri.


Recreación de la superficie del planeta Proxima b y su estrella Proxima Centauri. ESO / M. KORNMESSER

En el universo Star Trek, la Primera Directiva de la Federación Unida de Planetas impide que sus miembros interfieran en el desarrollo cultural de las civilizaciones alienígenas. Aquellas que no tengan la tecnología para viajar más rápido que la luz y entrar en contacto con civilizaciones de otros mundos son protegidas de ese conocimiento hasta que lo alcanzan por sus propios medios. Una norma así habría mantenido a los humanos en la inopia y explicaría una paradoja que intrigó a Enrico Fermi años después de ayudar a crear la bomba atómica. ¿Si hay una cantidad casi incontable de planetas y con ello inmensas posibilidades de que surja una civilización en alguno de ellos, por qué no existe ninguna evidencia de que esto haya sucedido? Tres de cada cuatro estrellas podrían albergar vida en circunstancias extremas. Según una hipótesis, cerca de 3.000 millones de planetas podrían ser habitables en la Vía Láctea.



Los planetas descubiertos tendrían una cara abrasada por el calor y otra congelada

Como civilización atrasada, al menos según los parámetros de Star Trek, los habitantes de la Tierra debemos continuar explorando poco a poco otros planetas en busca de señales que digan si estamos solos. Esta misma semana, se ha anunciado el descubrimiento de un nuevo sistema solar con dos planetas como el nuestro a 12,5 años luz, muy cerca en términos cósmicos. Estos dos nuevos mundos están a la distancia justa de Teegarden, su estrella, y los astrónomos, que utilizaron un telescopio del observatorio almeriense de Calar Alto (Almería) para realizar el hallazgo, calculan que la temperatura allí sería templada y podrían tener agua líquida en la superficie, una condición básica para la vida que conocemos.



DISTANCIA DESDE LA TIERRA A 19 POSIBLES PLANETAS HABITABLES



Fuente: NASA y PHL. R. SILVA - N. CATALÁN 


Difícil evolución

Pero la aparición de seres que se autorreplican y evolucionan, desde bichos microscópicos a animales visibles y a individuos creadores de máquinas para comunicarse entre sistemas estelares, no es tan sencilla. O Fermi no se habría enfrentado a su paradoja. Para empezar, las estrellas en las que se han descubierto los sistemas planetarios en regiones habitables tienen poco que ver con el sol. Todas son enanas rojas, las estrellas más abundantes del universo y, por consiguiente, el entorno en el que más exoplanetas se pueden encontrar. Su pequeño tamaño y la poca energía que emiten hace que casi nunca puedan verse desde la Tierra sin telescopios. Para recibir suficiente calor de su estrella, debe orbitar muy cerca de ella. Y esto tiene consecuencias.
Probablemente, muchos de estos mundos cercanos (y supuestamente habitables), como los dos de Teegarden, el sistema que rodea a Trappist-1 o Proxima b, enseñan siempre la misma cara a su estrella. Esto sucede cuando un objeto de menor tamaño, como la luna con la Tierra o Mercurio con el Sol, están demasiado cerca de otro cuerpo mayor. Eso hace que en todos estos exoplanetas sean esperables condiciones extremas. Una cara sería un desierto hirviente y la otra un gigantesco bloque de hielo. Entre esos dos infiernos, una franja de pocos kilómetros de ancho en la que la temperatura fuese adecuada y el hielo derretido procedente de la cara oculta del planeta harían posible la vida.






Los telescopios en Calar Alto, Almería, desde el que se han desbierto dos nuevos planetas extrasolaresampliar foto
Los telescopios en Calar Alto, Almería, desde el que se han desbierto dos nuevos planetas extrasolares


Pero incluso en ese reducto, las condiciones no serían ideales. Las grandes diferencias de temperatura, como las que producen los huracanes en la Tierra, pero mucho mayores, generarían unos vientos que barrerían con violencia la superficie de un mundo como Proxima b, haciendo que, en caso de existir, sus formas vegetales y animales deban adaptarse para no salir volando contra el muro de hielo en un lado o lanzadas al desierto ardiente del otro.
La vida en este tipo de planetas, los más abundantes del cosmos, tendría un enemigo quizá más formidable. Las enanas rojas, mucho menores que nuestro sol, no tienen masa suficiente para estabilizar el inmenso reactor de fusión nuclear que calienta sus entrañas. Periódicamente, lanzan llamaradas de radiación que arrasarían las atmósferas de sus planetas y aniquilarían a los seres vivos de su superficie. Uno de estos cataclismos se observó en Proxima Centauri, la estrella que orbita Proxima b, en marzo de 2016. Entonces, según publicó un grupo de astrónomos españoles y de EE UU, la enana roja emitió un potente estallido de luz que multiplicó su brillo por 70. Pese a que normalmente no se pueden ver con el ojo desnudo, durante algunos segundos, Proxima Centauri se pudo observar desde el hemisferio sur sin ayuda tecnológica. La superficie de Proxima b debió ser un infierno.



¿CUÁL ES LA ZONA HABITABLE ALREDEDOR DE UNA ESTRELLA?
Es la región periférica donde es posible que se desarrolle algún tipo de vida. Depende de la distancia y de la temperatura que el astro genera.



Fuente: PHL. N. C. 


Los defensores de los planetas que orbitan enanas rojas como lugares en los que buscar vida tienen algunos argumentos a su favor, además del hecho de que tres de cada cuatro estrellas de la Vía Láctea son de ese tipo. Por un lado, un buen campo magnético, como el que lleva millones de años evitando que la radiación solar abrase la vida en la Tierra, podría, según algunos investigadores, resistir los embates de los estallidos de rayos X de las estrellas. Además, como contaba el investigador en el Centro de Astrobiología en Madrid Alberto González Fairén cuando se produjo el descubrimiento de Proxima b, gran parte de esa furia se produce cuando la estrella es joven, “durante sus primeros millones de años de existencia, para quedar después como estrellas mucho menos activas”.



LA INMENSIDAD DEL COSMOS
Estimación



a. Tres exoplanetas de media por estrella. Solo el Sol, por ejemplo, tiene ocho grandes planetas, cinco menores y docenas enanos.
b. Hipótesis: 1% de planetas en la zona habitable de su sistema.


Fuente: Elaboración propia. 


Las enanas rojas son más pequeñas y brillan menos, pero tienen una vida mucho más prolongada. Teegarden, por ejemplo, se formó hace unos 9.000 millones de años, el doble que nuestro sistema solar, y le pueden quedar 10 billones (de los españoles, sí) de años de existencia. Mucho tiempo para que el azar genere las circunstancias en las que pueda surgir la vida. El Sol, sin embargo, tiene solo 10.000 millones de años por delante y, a diferencia de las enanas rojas, incrementa progresivamente su temperatura. El calor hará imposible la vida en la Tierra mucho antes del colapso de nuestra estrella.
Mientras desarrollamos tecnologías para viajar a través del espacio en tiempos asumibles, la búsqueda de vida extraterrestre puede ser frustrante dependiendo de las expectativas. Hace poco, el director científico de la Agencia Espacial Europea (ESA), Günther Hasinger, afirmó en este periódico: "Encontraremos señales de formas de vida fuera de la Tierra en los próximos años”. Pero mejor no imaginar seres más o menos extraños que caminan sobre dos patas y tienen culturas exóticas. La vida en la Tierra apareció pocos cientos de millones de años después de la formación del planeta, pero la llegada de animales requirió 3.000 millones de años más, así que es menos probable que los hombrecillos verdes hayan tenido tiempo de evolucionar en alguno de los más de 4.000 planetas extrasolares que ya hemos identificado.



El universo podría albergar inteligencia extraterrestre que no estuviese viva, que fuese artificial

En los próximos años, la construcción de supertelescopios terrestres y el lanzamiento de grandes telescopios espaciales como el James Webb, nos permitirán observar con cierta precisión la atmósfera de los nuevos mundos descubiertos. Allí, se buscarán señales de actividad biológica, pero si se encuentran, lo más probable es que se trate de algas o bacterias como las que modificaron la atmósfera y la hicieron habitable para nosotros hace miles de millones de años. Pero la tecnología para confirmar los descubrimientos tardará en llegar y enviar una sonda a estudiar aquellos mundos, incluso los más cercanos, parece todavía ciencia ficción.
Existe una última posibilidad inquietante sobre la presencia de seres inteligentes en el universo cercano. Algunos gurús de la tecnología prevén que en las próximas décadas el progreso de la inteligencia artificial dará lugar a la emergencia de inteligencias generales autónomas, capaces de actuar sin necesidad de recibir nuestras órdenes y que pueden generar sus propios objetivos. En esta visión del futuro, las máquinas podrían ponerse a nuestro servicio y crear una civilización idílica en la que los robots hiciesen nuestro trabajo, curasen nuestras enfermedades e inventasen medios para obtener cantidades ilimitadas de energía para los humanos. Pero esa no es la única opción.

Inteligencia artificial

Una inteligencia artificial puede tener también objetivos ajenos a nuestro bienestar. Frente a los intereses propios de los seres vivos, como el alimento, el sexo o la acumulación de poder, las máquinas podrían tener otros objetivos aparentemente estúpidos, como transformar en brocas del ocho todos los átomos del universo, incluidos los que conforman nuestros cuerpos. Nuestra ilusión por encontrar civilizaciones extraterrestres con las que compartir vivencias y conocimiento se puede topar con unos seres superinteligentes e inertes dispuestos a conquistar el universo para convertirlo en un absurdo. Los planetas que orbitan Teegarden llevan 5.000 millones de años más en el universo que nuestra Tierra. Las fases de la evolución han podido sucederse en alguno de aquellos mundos y la vida inteligente ha podido ser sustituida por una inteligencia artificial que no respeta la Primera Directiva de la Federación de Planetas y ya mira hacia la Tierra con intenciones aviesas.

jueves, 10 de agosto de 2017

Hubble Detects Exoplanet with Glowing Water Atmosphere



Artist's concept shows hot Jupiter WASP-121
This artist's concept shows hot Jupiter WASP-121b, which presents the best evidence yet of a stratosphere on an exoplanet.
Credits: Engine House VFX, At-Bristol Science Centre, University of Exeter

Artist's concept of planet's atmosphere
The top of the planet's atmosphere is heated to a blazing 4,600 degrees Fahrenheit (2,500 Celsius), hot enough to boil some metals.
Credits: NASA, ESA, and G. Bacon (STSci)
Scientists have discovered the strongest evidence to date for a stratosphere on a planet outside our solar system, or exoplanet. A stratosphere is a layer of atmosphere in which temperature increases with higher altitudes.
"This result is exciting because it shows that a common trait of most of the atmospheres in our solar system -- a warm stratosphere -- also can be found in exoplanet atmospheres," said Mark Marley, study co-author based at NASA's Ames Research Center in California's Silicon Valley. "We can now compare processes in exoplanet atmospheres with the same processes that happen under different sets of conditions in our own solar system."
Reporting in the journal Nature, scientists used data from NASA's Hubble Space Telescope to study WASP-121b, a type of exoplanet called a "hot Jupiter." Its mass is 1.2 times that of Jupiter, and its radius is about 1.9 times Jupiter's -- making it puffier. But while Jupiter revolves around our sun once every 12 years, WASP-121b has an orbital period of just 1.3 days. This exoplanet is so close to its star that if it got any closer, the star's gravity would start ripping it apart. It also means that the top of the planet's atmosphere is heated to a blazing 4,600 degrees Fahrenheit (2,500 Celsius), hot enough to boil some metals. The WASP-121 system is estimated to be about 900 light years from Earth – a long way, but close by galactic standards.
Previous research found possible signs of a stratosphere on the exoplanet WASP-33b as well as some other hot Jupiters. The new study presents the best evidence yet because of the signature of hot water molecules that researchers observed for the first time.
“Theoretical models have suggested stratospheres may define a distinct class of ultra-hot planets, with important implications for their atmospheric physics and chemistry,” said Tom Evans, lead author and research fellow at the University of Exeter, United Kingdom. “Our observations support this picture.”

This 360° animation depicts planet WASP-121b; an exoplanet with an atmosphere of glowing water. With an atmosphere hot enough to boil iron, WASP-121b is a type of exoplanet known as a 'hot Jupiter'. The planet orbits closely to it's host star, located in the constellation of 'Puppis', about 900 light years away from Earth.
To study the stratosphere of WASP-121b, scientists analyzed how different molecules in the atmosphere react to particular wavelengths of light, using Hubble's capabilities for spectroscopy.  Water vapor in the planet's atmosphere, for example, behaves in predictable ways in response to certain wavelengths of light, depending on the temperature of the water.
Starlight is able to penetrate deep into a planet's atmosphere, where it raises the temperature of the gas there. This gas then radiates its heat into space as infrared light. However, if there is cooler water vapor at the top of the atmosphere, the water molecules will prevent certain wavelengths of this light from escaping to space. But if the water molecules at the top of the atmosphere have a higher temperature, they will glow at the same wavelengths.
"The emission of light from water means the temperature is increasing with height," said Tiffany Kataria, study co-author based at NASA's Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, California. "We're excited to explore at what longitudes this behavior persists with upcoming Hubble observations."  
The phenomenon is similar to what happens with fireworks, which get their colors from chemicals emitting light. When metallic substances are heated and vaporized, their electrons move into higher energy states. Depending on the material, these electrons will emit light at specific wavelengths as they lose energy: sodium produces orange-yellow and strontium produces red in this process, for example. The water molecules in the atmosphere of WASP-121b similarly give off radiation as they lose energy, but in the form of infrared light, which the human eye is unable to detect.
In Earth's stratosphere, ozone gas traps ultraviolet radiation from the sun, which raises the temperature of this layer of atmosphere. Other solar system bodies have stratospheres, too; methane is responsible for heating in the stratospheres of Jupiter and Saturn's moon Titan, for example.
In solar system planets, the change in temperature within a stratosphere is typically around 100 degrees Fahrenheit (about 56 degrees Celsius). On WASP-121b, the temperature in the stratosphere rises by 1,000 degrees (560 degrees Celsius). Scientists do not yet know what chemicals are causing the temperature increase in WASP-121b's atmosphere. Vanadium oxide and titanium oxide are candidates, as they are commonly seen in brown dwarfs, "failed stars" that have some commonalities with exoplanets. Such compounds are expected to be present only on the hottest of hot Jupiters, as high temperatures are needed to keep them in a gaseous state.
"This super-hot exoplanet is going to be a benchmark for our atmospheric models, and it will be a great observational target moving into the Webb era," said Hannah Wakeford, study co-author who worked on this research while at NASA's Goddard Space Flight Center, Greenbelt, Maryland.
The Hubble Space Telescope is a project of international cooperation between NASA and ESA (European Space Agency). NASA's Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland, manages the telescope. The Space Telescope Science Institute (STScI) in Baltimore, Maryland, conducts Hubble science operations. STScI is operated for NASA by the Association of Universities for Research in Astronomy, Inc., in Washington. Caltech manages JPL for NASA.
For more information about Hubble, visit:
For more information about exoplanets, visit:
Elizabeth Landau
Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Calif.
818-354-6425
elizabeth.landau@jpl.nasa.gov
Ray Villard
Space Telescope Science Institute, Baltimore, Maryland
410-338-4514
villard@stsci.edu
2017-204     
Last Updated: Aug. 4, 2017
Editor: Tony Greicius
Fuente: https://www.nasa.gov/feature/jpl/hubble-detects-exoplanet-with-glowing-water-atmosphere

martes, 11 de enero de 2011

Descubren el planeta más pequeño fuera del Sistema Solar

El telescopio espacial Kepler de la NASA ha encontrado al planeta más pequeño detectado hasta ahora fuera del Sistema Solar. Se trata de Kepler-10b, un exoplaneta rocoso de un tamaño similar a una Tierra y media.

Los miembros de la misión Kepler de la NASA acaban de confirmar el descubrimiento de su primer planeta rocoso: Kepler-10b. Con un tamaño de 1,4 veces el de la Tierra, se trata del planeta más pequeño jamás descubierto fuera de nuestro sistema solar. El descubrimiento ha sido posible gracias a los datos recogidos por el telescopio espacial durante más de ocho meses, desde mayo de 2009 hasta principios de enero de 2010.
“Las mejores capacidades de Kepler han convergido para aportar la primera evidencia sólida de un planeta rocoso que gira alrededor de una estrella que no es nuestro Sol —dice Natalie Batalha, delegada jefa del equipo científico de la misión Kepler en el Ames Research Center de la NASA, en Moffett Field, California (EE UU), y autora principal aceptado por la revista Astrophysical Journal.
El fotómetro ultrapreciso de la nave puede medir las pequeñas disminuciones que se producen en el brillo de una estrella cuando un planeta cruza por delante de ella. El tamaño del planeta se puede inferir de estas caídas periódicas en el brillo. Y la distancia entre el planeta y la estrella se calcula midiendo el tiempo entre descensos sucesivos mientras el planeta gira alrededor de la estrella.
Kepler es la primera misión de la NASA capaz de encontrar planetas del tamaño de la Tierra en o cerca de la zona habitable (la región en un sistema planetario en la cual puede existir agua líquida en la superficie del planeta). Sin embargo, puesto que describe su orbita una vez cada 0,84 días, Kepler-10b se encuentra a más de veinte veces más cerca de su estrella que Mercurio de nuestro Sol y no en la zona habitable.
Kepler-10 fue la primera estrella identificada que podría albergar un pequeño planeta en tránsito, con lo que se colocó a la cabeza de la lista de observaciones basadas en tierra con el telescopio de 10 metros del W. M. Keck Observatory, en Hawái (EE UU). Así se pudo medir pequeños cambios en el espectro de la estrella (efecto Doppler) causados por el revelador tirón ejercido por el planeta que giraba alrededor de la estrella.
Un planeta similar a la Tierra
“El descubrimiento de Kepler-10b, un auténtico planeta rocoso, es un hito importante en la búsqueda de planetas similares al nuestro —dice Douglas Hudgins, del programa científico de la misión Kepler en las oficinas centrales de la NASA en Washington—. A pesar de que no se encuentre en la zona habitable, el emocionante hallazgo muestra el tipo de descubrimientos realizados gracias a la misión y la promesa de que vendrán muchos más”.
Batalha añade: “Nuestro conocimiento del planeta es tan bueno como el conocimiento de la estrella en torno a la que gira”. Debido a que Kepler-10 es una de las más brillantes estrellas objetivo de la misión Kepler, los científicos han sido capaces de detectar variaciones de alta frecuencia en el brillo de la estrella generadas por las oscilaciones estelares, o terremotos estelares. “Este es el análisis que realmente nos ha permitido precisar las propiedades de Kepler-10b”.
“Tenemos una señal clara en los datos de las ondas de luz que viajan dentro del interior de la estrella”, comenta Hans Keldsen, astrónomo del Kepler Asteroseismic Science Consortium en la Universidad de Aarhus, Dinamarca. Los científicos de este centro utilizan la información para comprender mejor la estrella, del mismo modo que los terremotos se utilizan para aprender acerca de la estructura interior de la Tierra. “Como resultado de este análisis, Kepler-10 es una de las estrellas que pueden albergar planetas mejor caracterizadas en el universo cerca de nuestro Sol”, apunta Kjeldsen.
Unas propiedades de la estrella precisas conllevan unas propiedades planetarias precisas. En el caso de Kepler-10b, el panorama que se dibuja es el de un planeta rocoso con una masa de 4,6 veces la de la Tierra y con una densidad media de 8,8 gramos por centímetro cúbico (similar a la de una pesa de gimnasia de hierro).
Fuente: www.plataformasinc.es

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