Los planetas pequeños pueden ser los mejores objetivos en la búsqueda de la ‘segunda Tierra’

Una nueva investigación sugiere que los científicos deberían estar atentos a planetas no mucho más grandes que el nuestro en su búsqueda de planetas fuera de nuestro sistema solar que potencialmente podrían proporcionar un entorno habitable para la vida.

Los telescopios, terrestres y espaciales, tienden a enfocar planetas mucho más grandes que la Tierra, en parte porque son más fáciles de detectar que los planetas más pequeños y, por lo tanto, más fáciles de estudiar.

Pero la nueva investigación en Revista de ciencia planetaria sugiere que un planeta rocoso con una luna grande puede tener un buen potencial para albergar vida, ya que nuestra luna controla aspectos esenciales para la vida, incluida la duración del día, las mareas oceánicas y el clima estable.

«Los paneles relativamente pequeños, similares en tamaño a la Tierra, son más difíciles de observar y no han sido el foco principal de la búsqueda de la luna», dice Miki Nakajima, profesor asistente de ciencias terrestres y ambientales en la Universidad de Rochester y líder principal. autor de la investigación. «Sin embargo, predecimos que estos planetas son en realidad mejores candidatos para albergar lunas».

Los detalles del origen de las lunas de la Tierra son un debate de larga data en la ciencia planetaria.

La teoría predominante es que la Luna se formó hace unos 4.500 millones de años cuando la Tierra fue golpeada por un embrión planetario del tamaño de Marte. La colisión puso en órbita un disco de escombros parcialmente vaporizado que se fusionó en la luna. Otros modelos sugieren que la Tierra chocó con un objeto mucho más grande, lo que habría producido un disco completamente vaporizado.

Hay casi 300 lunas en nuestro sistema solar, pero sus masas suelen ser mucho más pequeñas en relación con sus planetas anfitriones que nuestra luna con respecto a la Tierra, y eso es importante cuando se trata de la formación de vida. Las lunas pueden formarse mediante otros procesos, pero suelen ser pequeñas en comparación con el tamaño de sus planetas. Por el contrario, un impacto enorme tiende a generar una luna masiva.

Si bien muchos científicos teorizan que una luna no es necesaria para que un planeta albergue vida, también reconocen que nuestra luna desproporcionadamente grande jugó un papel crucial en el desarrollo de formas de vida complejas en la Tierra.

Después de todo, es la atracción gravitacional de la Luna la que es en gran medida responsable del flujo de marea de los océanos, que los científicos creen que permitió la formación de ácidos nucleicos que sustentan la vida tal como la conocemos. Y la Luna estabiliza la inclinación orbital de la Tierra, lo que mantiene el clima relativamente predecible para que los organismos puedan evolucionar y adaptarse más fácilmente.

Los científicos han encontrado más de 5.000 exoplanetas, planetas más allá de nuestro sistema solar. Pero las exolunas (lunas que orbitan alrededor de exoplanetas) son difíciles de alcanzar porque, por su naturaleza, son mucho más pequeñas que los planetas que orbitan. Hasta la fecha, sólo se han identificado unos pocos candidatos plausibles.

Esto podría ser importante en la búsqueda de una segunda Tierra, una que pudiera ofrecer un entorno ideal para la vida, y aquí es donde entra en juego la ciencia más reciente dirigida por Nakajima y sus coautores.

Basándose en investigaciones anteriores que se basaban en simulaciones por ordenador de formaciones lunares, investigaron el papel que desempeña la llamada «inestabilidad de la transmisión» en la formación de la luna.

La inestabilidad de la corriente es un proceso que concentra partículas en un disco de vapor para formar rápidamente planetesimales y lunas, los componentes fundamentales de los planetas y las lunas, respectivamente.

Descubrieron que, si bien la inestabilidad de la corriente puede formar lunas autogravitantes en un disco rico en vapor generado por una colisión planetaria gigante, esas lunas no son lo suficientemente grandes como para evitar el fuerte arrastre del disco de vapor y ser devueltas a su planeta anfitrión y destruido. .

«Estas lunas pueden crecer una vez que el disco se enfríe lo suficiente y la fracción de masa de vapor del disco se vuelva pequeña», se lee en el informe. «Sin embargo, en ese momento se ha perdido una cantidad significativa de masa del disco, y es posible que el disco restante sólo forme una pequeña luna».

Nakajima contó con la ayuda en su investigación de la profesora de física Alice Quillen, el ex estudiante de posgrado Jeremy Atkins y Jacob Simon, profesor asistente de la Universidad Estatal de Iowa.

Su estudio plantea la hipótesis de que el impacto de formación de la luna debe haber sido relativamente «suave». Esto significaría que, en el caso de nuestra Tierra, el objeto que colisione con ella no puede ser mucho más grande que Marte. De lo contrario, el impacto generaría un disco completamente vaporizado, y dicho disco podría haber formado sólo una pequeña fracción de luna.

Este trabajo también sugiere una diferencia importante entre la formación del planeta y la luna. A veces, los procesos de formación de la luna se consideran análogos al proceso de formación de planetas. Esta investigación sugiere que la inestabilidad de la corriente es un proceso crítico para la formación de planetas, pero no para la formación de lunas.

Los investigadores concluyen que la inestabilidad de la corriente no conduce a la formación de grandes lunas a partir de discos ricos en vapor, y que las grandes lunas fraccionarias, como la luna de la Tierra, emergen de discos pobres en vapor que orbitan planetas más pequeños que la Tierra.

El Instituto Científico del Telescopio Espacial seleccionó recientemente dos propuestas de investigadores para utilizar el poderoso Telescopio Espacial James Webb para buscar exolunas. Uno se centra en lunas alrededor de un planeta similar a Júpiter y el otro busca lunas alrededor de planetas similares a la Tierra.

Estas observaciones futuras pueden probar la teoría desarrollada en esta investigación.

Fuente: Universidad de Rochester