Un nuevo estudio plantea que muchos exoplanetas podrían tener atmósferas y, sin embargo, nuestros instrumentos no mostrar señal alguna de su presencia. Esto podría distorsionar la imagen de planetas, potencialmente habitables, que además puedan tener una atmósfera.
Las atmósferas de los exoplanetas pueden ser difíciles de captar
La mayoría de los exoplanetas descubiertos hasta el momento orbitan en torno a enanas rojas. Algo que no resulta sorprendente porque son el tipo de estrella más común de la galaxia (y el universo, por extensión). Esto también quiere decir, por extensión, que la mayoría de mundos habitables orbitan en torno a estas estrellas pequeñas y más frías que el Sol. Esto supone varias consideraciones a la hora de pensar en estos mundos. En primer lugar, tiene que encontrarse ceca de su estrella para estar en la zona habitable de la estrella.
Algo indispensable porque, de otro modo, no tendrá la temperatura necesaria para que haya agua líquida en su superficie. El sistema de TRAPPIST-1, por ejemplo, es un ejemplo fantástico. De los siete planetas alrededor de la estrella, tres están en la zona habitable. Todos ellos, en una distancia muy inferior a la que separa a Mercurio del Sol. Esto quiere decir que, por tanto, están en peligro por cosas como las llamaradas estelares. Además, con toda certeza, estarán en rotación síncrona. Es decir, tarda tanto en orbitar alrededor de su estrella que en rotar sobre sí mismo.
Esto sucede porque el planeta está tan cerca de su estrella que la interacción gravitacional provoca que su rotación se sincronice con su movimiento orbital. Cuando un planeta está en rotación síncrona, un hemisferio siempre estará iluminado y el otro permanecerá en oscuridad perpetua. Esto quiere decir que el hemisferio diurno tendrá una temperatura elevadísima, mientras que el nocturno se congelará. Esto es cierto a menos que el planeta tenga una atmósfera importante. Con una similar a la de la Tierra, rica en agua, se resuelven muchos problemas.
El papel de una atmósfera robusta
En ese caso, el calor se mueve entre el hemisferio diurno y nocturno. La meteorología sería extraña en este tipo de mundo, pero, a pesar de estar en rotación síncrona, podría ser habitable. Ambos hemisferios, de hecho, tendrían temperaturas bastante similares. El problema de todo esto es que las atmósferas de exoplanetas en rotación síncrona son más difíciles de observar. Las buenas noticias son que los astrónomos pueden utilizar una técnica para determinar si un exoplaneta en particular tiene una atmósfera, sin necesidad de captarla directamente.
Porque, naturalmente, la mejor opción sería analizar directamente el espectro de la atmósfera. Pero por su dificultad, en su lugar, pueden medir la temperatura en la superficie del planeta en ambos hemisferios. Así que basta con observar la estrella, mientras el planeta pasa por delante suyo, para determinar la temperatura del hemisferio nocturno. Después, cuando el planeta va a pasar por detrás, se puede observar de nuevo para captar la temperatura del hemisferio diurno. Si la diferencia entre ambos es muy pronunciada, no debe tener una atmósfera.
Parece un método muy robusto, pero un nuevo estudio muestra que no tiene por qué ser así. Los autores explican que las nubes, en el hemisferio nocturno, podrían afectar a los datos. Para determinarlo, han analizado un mundo en rotación síncrona con una atmósfera densa. Basándose en sus modelos, la atmósfera moderaría la temperatura global del planeta, de manera que el hemisferio diurno solo sería unos grados más cálido que el nocturno. Es algo similar a la diferencia entre el día y la noche en una región seca de nuestro propio planeta.
Las atmósferas de los exoplanetas podrían ser complejas
Aunque sería una diferencia moderada, el cambio en la temperatura sería suficiente para desencadenar la formación de nubes densas en el hemisferio nocturno. En este caso, el hemisferio diurno estaría mayormente libre de nubes y la temperatura medida, de su superficie, sería elevada. En el hemisferio nocturno, muy nuboso, lo que se mediría es la temperatura de las capas más altas de las nubes. Esa temperatura sería mucho más fría. Es decir, aunque la temperatura del planeta fuese bastante uniforme, parecería tener una variación extrema.
Dicho de otro modo, un mundo con atmósfera parecería ser uno sin ella. Los autores, además, explican que las observaciones del telescopio James Webb podrían permitir distinguir entre planetas nubosos y aquellos sin atmósfera. Pero, lo que queda claro, es que no bastará una simple técnica para entender qué tipo de mundo se está observando. Aunque esto permita obtener mediciones más precisas, hay que recordar que sigue habiendo muchas preguntas en torno a la habitabilidad de los planetas que se encuentran en sistemas de enanas rojas.
Hay muchas dudas respecto a si podrían, por ejemplo, sobrevivir a la infancia de sus estrellas. A pesar de ser mucho menos masivas que el Sol, su actividad es enorme, y la cercanía del planeta hace que la situación sea todavía peor. A pesar de ello, cualquier paso para comprender mejor las particularidades de este tipo de exoplanetas supondrá un gran paso adelante. Todavía queda mucho por descubrir sobre los mundos lejos del Sistema Solar. Determinar cuáles tienen atmósferas será una gran ayuda para descubrir cuáles podrían, incluso, albergar vida…
Estudio
El estudio es D. Powell, R. Wordsworth, K. Öberg; «Nightside Clouds on Tidally-locked Terrestrial Planets Mimic Atmosphere-Free Scenarios«. Puede consultarse en arXiv, en este enlace.
Referencias: Universe Today
