Un nuevo estudio plantea que el destino de un planeta podría verse afectado marcadamente por la meteorología espacial. Algo que resulta intrigante pero que tiene sentido porque, a fin de cuentas, un planeta siempre se verá afectado por la actividad de la estrella en torno a la que gire…
El efecto de la meteorología espacial en el destino de un planeta
Tendemos a pensar en la habitabilidad en términos de planetas individuales y su capacidad de albergar vida. Pero, salvo excepciones como los planetas errantes con su calor interno, o los satélites congelados con océanos bajo la superficie, creados por el calentamiento de marea; lo cierto es que la relación entre exoplaneta y estrella es lo que genera la habitabilidad. No basta con los planetas por sí solos. Una nueva investigación enfatiza este hecho. Las enanas rojas son conocidas por sus potentes llamaradas, que podrían afectar a los planetas a su alrededor.
Tienen la capacidad, de hecho, de provocar que esos planetas se vuelvan inhabitables. Sin embargo, incluso estrellas mucho más tranquilas, como el Sol, crean meteorología espacial. Las llamaradas solares, el viento estelar y las eyecciones de masa coronal tienen diferentes efectos según los tipos de planetas. La Tierra está principalmente protegida por los efectos de su magnetosfera. Sin embargo, en largos períodos, la meteorología espacial puede tener efectos muy potentes en cómo se desarrolla la atmósfera de un exoplaneta.
Un nuevo estudio detalla estos efectos en los climas de exoplanetas en rotación síncrona. Los investigadores explican que la meteorología espacial puede afectar de una manera muy marcada al clima de un exoplaneta y a la evolución de su atmósfera. Algo que puede afectar, en consecuencia, a su capacidad de medir e interpretar las propiedades de ese mundo. La fotoquímica y las atmósferas de los exoplanetas son un tema bien investigado, pero este trabajo destaca respecto a las investigaciones anteriores, porque tiene algunas novedades.
Entendiendo los planetas de otros lugares de la galaxia
Este estudio utiliza modelos de circulación general en 3D, aunque la mayor parte del trabajo se apoya en modelos de una única columna. Estos modelos se centran en la verticalidad y cómo la humedad, energía y momento de esas columnas afectan a una atmósfera en un único lugar. Los modelos 3D hacen un mejor trabajo a la hora de simular toda una atmósfera e incluyen tanto efectos horizontales como verticales. Incorporan efectos a gran escala como corrientes en chorro que no están presentes en los modelos de una sola columna.
Este trabajo se centra en llamaradas estelares y las partículas energéticas con las que bañan los planetas. Los investigadores analizan los efectos en planetas que estén en rotación síncrona, como TRAPPIST-1e en diferentes escalas espaciotemporales. TRAPPIST-1e es un planeta rocoso bien conocido y estudiado, que está en la zona habitable de TRAPPIST-1, una enana roja ultrafría. Los datos de la misión Kepler de NASA muestran que la energía de las llamaradas estelares, y su amplitud, no varía mucho entre las estrellas de tipos F, G y K.
Es decir, estrellas similares al Sol. Sin embargo, la frecuencia de las llamaradas y su distribución espectral varía mucho dependiendo del tipo de estrella. Las llamaradas con la misma energía pueden tener distribuciones espectrales muy diferentes. Por lo que algunas pueden emitir luz en el espectro óptico mientras otras emiten luz en rayos X o ultravioleta. La distribución espectral está relacionada con los procesos de la propia estrella, como la actividad de su magnetosfera y cromosfera. Las estrellas como TRAPPIST-1 pueden ser muy violentas.
La meteorología espacial y su relación con el destino de un planeta
Son conocidas por tener altos niveles de actividad en su magnetosfera y cromosfera durante miles de millones de años, pudiendo generar superllamaradas. Esto puede afectar a exoplanetas cercanos en una escala grande de tiempo, provocando la pérdida de agua y el escape de hidrógeno. Las llamaradas generan partículas energéticas que pueden provocar un enfriamiento repentino en la termosfera de un exoplaneta por medio del enfriamiento radiativo del óxido nítrico y el dióxido de carbono. Estas moléculas se ven excitadas por las partículas energéticas de llamaradas estelares.
Eso provoca que liberen energía en el espectro infrarrojo, por lo que tiene un efecto de enfriado. En las capas medias y bajas de la atmósfera, las moléculas como el agua y el óxido nitroso absorben la energía en el espectro infrarrojo y tienen un efecto de calentamiento. La investigación muestra que no solo las llamaradas estelares cambian la fotoquímica de la atmósfera, también pueden cambiar los patrones de circulación. Esto puede esparcir diferentes tipos de moléculas y calentar el planeta de maneras que no son posibles sin llamaradas.
El estudio muestra que los exoplanetas más vulnerables son aquellos que orbitan en torno a estrellas más jóvenes, con mucha actividad de llamaradas. Con una actividad mucho más espaciada, cabe la posibilidad de que las atmósferas de exoplanetas puedan recuperar sus niveles de ozono (por ejemplo). Los efectos explicados en este trabajo pueden afectar a planetas rocosos a largo plazo, alterando la evolución térmica de su atmósfera. Algo que se podría estudiar en las próximas misiones que observen exoplanetas directamente, como los telescopios HWO o LIFE.
Estudio
El estudio es H. Chen, P. De Luca, A. Hochman et al.; «Effects of transient stellar emissions on planetary climates of tidally-locked exo-earths». Puede consultarse en arXiv, en este enlace.
Referencias: Universe Today
