gov-civil-vilareal.pt¿Cuántos planetas habitables puede tener una estrella? Resulta que alrededor de 6.
>¿Cuántos planetas habitables puedes tener orbitando una sola estrella?
En nuestro sistema solar, solo un planeta es realmente habitable en el sentido estricto de la palabra: Tierra. Marte es demasiado frío con aire demasiado delgado y Venus todo lo contrario.
Pero ... eso es casualidad. Si intercambiaras las posiciones de Marte y Venus, y tal vez intercambiaras una fracción significativa de la atmósfera de Venus, sus temperaturas serían mucho más adecuadas para nosotros.*. Eso es porque ambos están en nuestro sol zona habitable , el rango de distancia desde nuestra estrella donde podría existir agua líquida en la superficie de un planeta.
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La idea de una zona habitable es un poco blanda, porque tener agua líquida depende de una larga lista de otras cosas, incluida la existencia de una atmósfera, lo que hay en ella y más. Pero es un concepto útil siempre que no lo mires demasiado de cerca†.
Entonces, técnicamente, tres planetas orbitan alrededor del Sol en su zona habitable. Pero cuantos podría encajas ahí?
Ilustración que muestra el sistema planetario TRAPPIST-1, siete planetas del tamaño de la Tierra orbitando una enana roja fría. Crédito: NASA / JPL-Caltech
En algún número llegarías a un límite. La región finita del espacio significa que los planetas se acercarían demasiado. Interactuarían gravitacionalmente, y se producirían travesuras celestiales: crearían el caos, y algunos planetas tendrían su órbita estropeada, dejándolos caer al Sol o expulsándolos del sistema por completo.
Además, la zona habitable de una estrella depende del calor que haga. Cuando haces los cálculos, ves que una enana roja fría tiene una pequeña y estrecha, mientras que una estrella azul masiva tiene una gran zona habitable que se extiende a lo largo.
Entonces, cuando miramos a otras estrellas, ¿deberíamos esperar ver sistemas como el nuestro, con pocos planetas en la zona habitable, o puede haber más metidos allí?
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Un equipo de astrónomos echó un vistazo a esto , utilizando un software que calcula la gravedad y el movimiento de un sistema de planetas a lo largo del tiempo para comprobar la estabilidad. Para una masa estelar determinada, calcularon el tamaño de la zona habitable, luego colocaron un planeta de masa terrestre en el borde interior de la zona, otro en el borde exterior, y luego agregaron un espacio más uniforme entre los dos. Para cada tipo de estrella, ejecutaron la simulación para un total de 5, 6 y 7 planetas, dejando que la simulación recorriera 100 millones de órbitas del planeta interior para darles a las cosas un buen tiempo para que se desarrollen.
Lo que encontraron es bastante bueno . Para estrellas de muy baja masa, digamos 0,1 veces la masa del Sol, ningún sistema es estable. La zona habitable es demasiado estrecha, por lo que los planetas siempre interactuaron. Sin embargo, una vez que llegas a estrellas con 0,2 veces la masa del Sol (todavía bastante baja, por lo que estamos hablando de enanas rojas), la zona se amplió lo suficiente como para todos El sistema de 5 planetas era estable. Para las estrellas con 0,7 veces más o menos la masa del Sol, los sistemas de 6 planetas también funcionan bastante bien.
Obra de arte que representa una estrella con varios planetas orbitando. Crédito: NASA / JPL-Caltech / R. Herido (IPAC)
Para algunos rangos de masa estrechos de estrellas, los sistemas de 7 planetas también terminan siendo estables. Uno pensaría que una estrella más masiva significa una zona habitable más grande, por lo que cabrían más planetas, pero hay un mono en esa llave inglesa: Resonancias . Si uno o más planetas tienen períodos orbitales que son fracciones simples entre sí, como 2: 1 o 5: 4, se tiran periódicamente entre sí, agregando o quitando energía orbital. Es como patear las piernas en el momento adecuado en un columpio, amplificando su movimiento.
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Sin embargo, en este caso, las resonancias pueden significar la perdición de un sistema. Para zonas habitables de cierto tamaño y masas estelares, los planetas se encuentran en una resonancia y las órbitas se vuelven inestables. Es por eso que una estrella de menor masa podría retener más planetas que una de mayor masa. Puede que no haya resonancias en la zona habitable para la estrella más pequeña, mientras que las hay para la más grande.
También hay otro problema, y es literalmente uno grande: planetas gigantes orbitando fuera de la zona habitable. Influyen en los planetas interiores y pueden crear incluso más inestabilidades, lo que dificulta llenar la zona habitable de una estrella con planetas del tamaño de la Tierra. Si una estrella carece de esos planetas gigantes, entonces todo está bien, pero si tiene uno o más ... como lo hace el nuestro - que puede reducir seriamente el número de órbitas estables de zonas habitables planetarias.
También hay cosas más sutiles a las que prestar atención. A medida que una estrella envejece, se calienta más, por lo que su zona habitable se mueve hacia afuera. Un planeta que orbita en el borde interior de la zona habitable de una estrella podría calentarse de manera incómoda después de unos pocos miles de millones de años.
Además, no observaron planetas de menor masa (como, por ejemplo, Marte) o planetas en órbitas elípticas. Inclinar un poco las órbitas también puede evitar que las resonancias arruinen las cosas. Claramente, aquí hay espacio para ejecutar muchas más simulaciones sobre esto.
El sistema planetario TRAPPIST-1 (en el medio) puede caber completamente dentro de la órbita de Mercurio (abajo), sin embargo, tres planetas se encuentran en la zona habitable de su estrella fría. Las cuatro grandes lunas de Júpiter también se muestran a escala (arriba) para comparar. Crédito: NASA / JPL-Caltech
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Sin embargo, pasará un tiempo antes de que esta predicción se pueda verificar en el Universo real. Es raro encontrar muchos planetas alrededor de una estrella (TRAPPIST-1 es una de las pocas excepciones hasta ahora) y se vuelve más difícil para las estrellas más masivas, donde los planetas están más alejados de la estrella; Nuestros mejores métodos de detección funcionan bien para planetas más cercanos. .
¡Pero qué cosa aprender! ¿Encontraremos sistemas con 5 planetas en su zona habitable? Y si es así, ¿cuántos serán realmente habitables?
El Universo es un lugar genial y ama la diversidad. Si tuviera que apostar, diría que existen tales sistemas. Raro, pero ahí fuera. ¿Cuánto tiempo pasará antes de que encontremos uno?
* Todavía tendríamos que darles oxígeno a ambos y probablemente reemplazar el CO2 con nitrógeno, pero ven conmigo aquí.
† También, es posible tener océanos subterráneos en lunas heladas alrededor de gigantes gaseosos , por lo que nuevamente el concepto de zona habitable es un poco limitado. Es más un buen lugar para comenzar que la búsqueda de lugares agradables en el Universo.
