Los investigadores teorizan que las ondas de radio estelares que detectaron son generadas por las interacciones entre el campo magnético del exoplaneta y la estrella que orbita.

Los investigadores ahora han identificado un posible planeta del tamaño de la Tierra en otro sistema solar como un candidato principal para tener también un campo magnético: YZ Ceti b, un planeta rocoso que orbita una estrella a unos 12 años luz de la Tierra.

El campo magnético de la Tierra hace más que mantener las agujas de las brújulas de todos apuntando en la misma dirección. También ayuda a preservar la franja de la atmósfera de la Tierra que sustenta la vida al desviar las partículas de alta energía y el plasma expulsado regularmente del sol.

Los investigadores Sebastian Pineda y Jackie Villadsen observaron una señal de radio repetitiva que emanaba de la estrella YZ Ceti utilizando el Karl G. Jansky Very Large Array, un radiotelescopio operado por el Observatorio Nacional de Radioastronomía de la Fundación Nacional de Ciencias de EEUU.

NSF respalda la investigación realizada por Pineda y Villadsen para comprender las interacciones del campo magnético entre estrellas distantes y sus planetas en órbita. Su investigación fue publicada hoy en la revista Nature Astronomy.

«La búsqueda de mundos potencialmente habitables o con vida en otros sistemas solares depende en parte de poder determinar si los exoplanetas rocosos similares a la Tierra realmente tienen campos magnéticos», dice Joe Pesce de la NSF, director del programa del Observatorio Nacional de Radioastronomía.

«Esta investigación muestra no solo que este exoplaneta rocoso en particular probablemente tenga un campo magnético, sino que proporciona un método prometedor para encontrar más», agregó el científico.

El campo magnético de un planeta puede evitar que la atmósfera de ese planeta se desgaste con el tiempo por las partículas arrojadas por su estrella, explica Pineda, astrofísica de la Universidad de Colorado.

«Si un planeta sobrevive con una atmósfera o no, puede depender de si el planeta tiene un fuerte campo magnético o no», señala Joe Pineda.

«Estoy viendo algo que nadie había visto antes», recuerda Villadsen, astrónoma de la Universidad de Bucknell, sobre el momento en que aisló por primera vez la señal de radio mientras recopilaba datos en su casa un fin de semana.

«Vimos el estallido inicial y se veía hermoso». «Cuando lo vimos de nuevo, fue muy indicativo de que, está bien, tal vez realmente tengamos algo aquí», dice Pineda.

Los investigadores teorizan que las ondas de radio estelares que detectaron son generadas por las interacciones entre el campo magnético del exoplaneta y la estrella que orbita. Sin embargo, para que tales ondas de radio sean detectables a largas distancias, deben ser muy fuertes.

Si bien los campos magnéticos se han detectado previamente en exoplanetas masivos del tamaño de Júpiter, hacerlo para un exoplaneta comparativamente pequeño del tamaño de la Tierra requiere una técnica diferente.

Debido a que los campos magnéticos son invisibles, es difícil determinar si un planeta distante realmente tiene uno, explica Villadsen. «Lo que estamos haciendo es buscar una manera de verlos», dice ella.

«Estamos buscando planetas que estén muy cerca de sus estrellas y que tengan un tamaño similar al de la Tierra. Estos planetas están demasiado cerca de sus estrellas para estar en un lugar donde podrías vivir, pero debido a que están tan cerca, el planeta está como arando a través de un montón de cosas que salen de la estrella», señaló Villadsen.

«Si el planeta tiene un campo magnético y atraviesa suficiente material estelar, hará que la estrella emita ondas de radio brillantes», añadió la investigadora.

La pequeña estrella enana roja YZ Ceti y su exoplaneta conocido, YZ Ceti b, proporcionaron una pareja ideal porque el exoplaneta está tan cerca de la estrella que completa una órbita completa en solo dos días. (En comparación, la órbita planetaria más corta de nuestro sistema solar es la de Mercurio con 88 días).

A medida que el plasma de YZ Ceti se aleja del «arado» magnético del planeta, interactúa con el campo magnético de la estrella misma, lo que genera ondas de radio fuertes. suficiente para ser observada en la Tierra.

Luego se puede medir la fuerza de esas ondas de radio, lo que permite a los investigadores determinar qué tan fuerte podría ser el campo magnético del planeta.

«Esto nos está dando nueva información sobre el entorno alrededor de las estrellas». «Esta idea es lo que llamamos ‘clima espacial extrasolar'», destacó Pineda.

Las partículas de alta energía del sol y, a veces, enormes explosiones de plasma crean un clima solar más cerca de casa, alrededor de la Tierra. Esas eyecciones del sol pueden interrumpir las telecomunicaciones globales y provocar un cortocircuito en la electrónica de los satélites e incluso en la superficie de la Tierra.

La interacción entre el clima solar y el campo magnético y la atmósfera de la Tierra también crea el fenómeno de la aurora boreal o aurora boreal.

Las interacciones entre YZ Ceti b y su estrella también producen una aurora, pero con una diferencia significativa: la aurora está en la estrella misma.

«En realidad estamos viendo la aurora en la estrella, eso es lo que es esta emisión de radio». «También debería haber auroras en el planeta si tiene su propia atmósfera», explica Pineda.

Ambos investigadores están de acuerdo en que, si bien YZ Ceti b es el mejor candidato hasta ahora para un exoplaneta rocoso con un campo magnético, no es un caso cerrado. «Esto realmente podría ser plausible», dice Villadsen.

«Pero creo que habrá mucho trabajo de seguimiento antes de que salga una confirmación realmente fuerte de las ondas de radio causadas por un planeta», indicó la experta.

«Hay muchas instalaciones de radio nuevas que se están conectando y planeando para el futuro». «Una vez que mostremos que esto realmente está sucediendo, podremos hacerlo de manera más sistemática. Estamos al comienzo», explicó Pineda sobre las posibilidades de investigación futura.

Cuáles son las posibilidades de encontrar vida inteligente en exoplanetas?

Astrónomos de la Universidad de Warwick (Reino Unido) anunciaron el descubrimiento del planeta NGTS-11b con condiciones potencialmente habitables; los resultados del estudio se publicaron el 20 de julio de 2022 en Astrophysical Journal Letters.

El estudio de exoplanetas en sistemas estelares distantes se ha convertido en una fuente habitual de noticias sorprendentes. Pero con toda la variedad de mundos encontrados, el objetivo final sigue siendo un planeta con una civilización extraterrestre.

¿Existe tal cosa en principio? Allá por finales del siglo XX, este era un tema puramente teórico, pero gracias al desarrollo de los telescopios y al envío de estaciones científicas a los cuerpos celestes más cercanos, fue posible trasladarlo a un plano práctico.

Los investigadores están resolviendo simultáneamente dos problemas: por un lado, encontrar tantos planetas como sea posible en los que vivir, por otro lado, aclarar qué, en principio, necesitan los organismos para sobrevivir.

En general, cada vez hay menos esperanzas de que algún día vuele un ovni hacia nosotros, del cual saldrán «hombrecitos verdes». Pero a medida que el área de búsqueda se estrecha, la probabilidad de encontrar una u otra forma de vida crece constantemente.

No hay nada fantástico en la existencia misma de los «gemelos» de la Tierra: la variedad de exoplanetas descubiertos muestra que diferentes combinaciones de «escenarios» astrofísicos pueden dar lugar a casi cualquier mundo. El problema es que la Tierra ha ganado un premio gordo que no es fácil de replicar.

En primer lugar, mucho depende de la estrella «madre», una fuente de energía obligatoria para el metabolismo de los seres vivos. Debería estar en las «mangas» tranquilas de la galaxia, no en el borde mismo, pero no cerca del cúmulo central de estrellas y un agujero negro supermasivo (por ejemplo, el Sol está separado del núcleo de la Vía Láctea por 27 mil años luz, y desde la periferia, 66 mil).

Se imponen numerosos requisitos al tipo y tamaño de la estrella: no debe ser demasiado grande, pero tampoco pequeña, con un alto contenido de elementos metálicos (como el Sol). Y lo más importante: proporcionar un brillo estable, ya que se necesitan miles de millones de años de condiciones sin cambios para el desarrollo de la vida.

Pero las sorpresas están contraindicadas: por ejemplo, los estallidos repentinos característicos de las enanas rojas, el tipo de estrella más común, cerca del cual se encuentran muchos exoplanetas.

El siguiente parámetro es la distancia del planeta a la estrella. Para cada sistema estelar, los científicos calculan su propia zona habitable: el rango de distancias dentro del cual puede existir agua líquida en el planeta.

Según este criterio, se eliminan la mayoría de los exoplanetas. Después de todo, el nivel actual de desarrollo de los telescopios permite a los científicos registrar principalmente planetas cercanos que dan una vuelta completa alrededor de una estrella en varios días o incluso horas.

Como resultado, hace demasiado calor para ellos, y algunos son completamente «capturados» por la estrella en rotación síncrona, es decir, siempre giran hacia ella de un lado (como la Luna hacia la Tierra). Debido a esto, no hay cambios en las horas del día en ellos, y los dos hemisferios son sorprendentemente diferentes entre sí: por ejemplo, en COROT-7b, el lado «día» a una temperatura de 2500 ° C está en un estado fundido, y el lado «nocturno» está cubierto de hielo.

Es decir, es necesaria la rotación alrededor de su eje. Además, es necesario estabilizar el clima anual; para esto, la órbita del planeta debe tener la forma de un círculo. Cerca de la Tierra, el círculo es casi perfecto: el coeficiente de desviación (excentricidad) es 0,02. Otros planetas del sistema solar giran de la misma manera. Sin embargo, los exoplanetas sorprendieron a los astrónomos: el 90% de ellos resultó tener una órbita elíptica (excentricidad promedio: 0,25).

El tamaño también importa. ¿Menos Tierra? Esto significa que la «muerte» geológica es casi inevitable: el núcleo del planeta se enfriará relativamente rápido y no podrá formar el campo magnético necesario para proteger la superficie del viento solar, una corriente de partículas cargadas de la estrella más cercana. . El triste destino de un planeta sin magnetosfera se conoce por el ejemplo de Marte, cuya radiación «arrasó» con la atmósfera.

Sin embargo, para los exoplanetas en este sentido, no puedes preocuparte. Casi todos ellos, por el contrario, son más grandes que la Tierra (porque simplemente no sabemos «detectar» los miniplanetas). Pero los planetas gigantes tampoco son muy habitables. Como regla general, tienen una atmósfera densa de varios kilómetros y se crea un efecto invernadero, por lo que la presión y la temperatura en la superficie se salen de la escala.

Pero eso no es todo. Con un tamaño moderado, un planeta similar a la Tierra tampoco debería tener un gigante en una órbita vecina, para que su poderosa gravedad no haga que se mueva. Al mismo tiempo, la presencia de gigantes en la periferia de un sistema estelar sigue siendo deseable, ya que atraen asteroides que vuelan desde otros sistemas, impidiendo que se acerquen a un planeta habitable: así protege Júpiter a la Tierra.

Solo si se cumplen todas estas condiciones, tiene sentido buscar biomarcadores en el planeta, sustancias que proporcionan un entorno viable (oxígeno, agua, ozono, etc.), y también analizar la estructura de la roca (que idealmente debería consistir en de minerales de silicato, como en la Tierra).

Hasta la fecha, varias decenas de exoplanetas se han acercado a esta etapa de estudio, en la que los científicos ven buenas posibilidades de habitabilidad. Algunos parámetros de estos planetas son muy parecidos a los de la tierra. Es cierto que todos los datos sobre ellos se obtuvieron mediante cálculos y simulaciones por computadora: la observación directa de estos cuerpos celestes es imposible debido a su lejanía.

El primero de estos hallazgos es Kepler-186f, registrado en 2014. Es casi del tamaño de la Tierra, pero los científicos están confundidos por una iluminación tres veces menor (el planeta gira en un sistema de enanas rojas con un brillo tenue).

En el futuro, se descubrieron planetas con una combinación de parámetros aún más exitosa. Para algunos, el Earthability Index (ESI) superó el 0,9 (el valor máximo es 1,0): radio adecuado, inclinación axial, excentricidad orbital y temperatura media de 0 °C a 30 °C (en comparación, en la Tierra es de 14 °C) inspiró a varios astrónomos.

Sin embargo, otros investigadores se muestran escépticos, señalando que algunos planetas, pertenecientes a sistemas de enanas rojas, experimentan fluctuaciones en su actividad, otros tienen un período de rotación sospechosamente corto (probablemente «bloqueado» por su estrella), y otros pueden estar sujetos al efecto invernadero. efecto.

Por separado, se debe tener en cuenta el planeta Kapteyn b: en su caso, el ESI es relativamente bajo (0,67), pero este es uno de los exoplanetas estables más antiguos: tiene 11,5 mil millones de años, solo 2 mil millones de años menos que el Universo mismo. Este es un argumento de peso a favor de la presencia de la vida, porque esta última necesita tanto tiempo como sea posible para originarse y desarrollarse.

En el último año, se dedican muchas noticias al planeta K2-18b. Al principio, a los científicos les preocupaba que su radio excediera la tierra en 2,6 veces y la masa, en 8,6 veces. Sin embargo, gracias al análisis espectral de septiembre de 2019, se pudo establecer que en la atmósfera de K2-18b hay vapor, lo que indica la presencia de agua líquida en la superficie.

Al mismo tiempo, la atmósfera no es demasiado densa para los estándares de un planeta oceánico, lo que significa que la temperatura y la presión en el planeta son probablemente similares a las de la Tierra.

Y la última noticia: en el número de junio de la revista Astronomy and Astrophysics se publican los resultados del análisis del planeta KOI 456.04. Resultó que ella recibe de su estrella tanta luz como la Tierra del Sol, y la temperatura promedio es de 5 °C. El MIT Technology Review se apresuró a llamar a KOI 456.04 «el mejor candidato encontrado» para el papel del gemelo de la Tierra.

Mientras tanto, los exoplanetas pueden no ser la única fuente de vida extraterrestre. Los satélites similares a la Tierra de planetas gigantes también deben considerarse como tales: debido a la poderosa gravitación, casi cada uno de ellos se rodea de un «séquito» similar.

En el siglo XX se creía que no podía haber vida en los satélites: debido a su modesto tamaño, no son capaces de mantener la actividad geológica y proteger su atmósfera de los efectos de la radiación.

Pero a principios del siglo XXI, las misiones científicas a Saturno y Júpiter causaron sensación: resultó que a pesar del núcleo frío, tales satélites pueden ser viables debido a la gravedad del planeta más cercano, que los deforma constantemente y, como consecuencia resultado, los calienta.

Hoy, los científicos no excluyen la existencia de vida en las cálidas entrañas de los helados satélites de Saturno (Encelado) y Júpiter (Europa). Sin embargo, en otros sistemas estelares en esta etapa es casi imposible detectar satélites, son demasiado pequeños.

¿Hay vida extraterrestre allá afuera?

La cuestión del contacto con otra civilización surgió en los albores de la era espacial. Pero, ¿qué podría hacer la humanidad en el siglo XX? No tanto: enviar mensajes interestelares (METI), esperando que tarde o temprano sean respondidos.

Los entusiastas han tratado de calcular las posibilidades de encontrarse con extraterrestres usando la fórmula de Drake (sin sentido ya que la mayoría de sus variables son desconocidas). Los escépticos les respondían con la paradoja de Fermi: dicen, si hay tantos seres inteligentes en el espacio, ¿por qué no han llegado hasta nosotros todavía?

Se han planteado hipótesis sobre el papel único de la Tierra en el Universo e incluso sobre la singularidad del sistema solar (recién en la década de 1990 se demostró que otras estrellas también tienen planetas).

El estudio de los exoplanetas ha acabado con la teorización. Ahora podemos identificar los patrones de formación de los sistemas planetarios, compararlos entre sí y con mucha razón asumir que la vida en el Universo es un fenómeno típico. Otros logros están relacionados principalmente con las capacidades técnicas: el telescopio orbital James Webb (que se lanzará en 2021) y el observatorio exoplanetario especial PLATO (que estará listo para 2026) deberían ayudar aquí.

Se cree que gracias a estos dispositivos se pondrá en marcha el descubrimiento de «nuevas Tierras». La suerte también juega un papel importante: ¿será necesario recorrer los miles de millones de planetas de nuestra Galaxia en busca de «el indicado», o la suerte sonreirá antes?

Sin embargo, escalar las búsquedas es solo una parte de la tarea. Quizás aún más importante es decidir: ¿qué estamos buscando? Hasta hace poco, la “habitabilidad” se entendía como la máxima correspondencia con la Tierra: subconscientemente buscamos un “aeródromo alternativo” para nosotros (esto, en particular, fue insistido por el astrofísico Stephen Hawking y el empresario Elon Musk, según el cual la humanidad no sobrevivir en la Tierra a largo plazo). Probablemente, esto también esté relacionado con las actitudes hacia la búsqueda de «inteligencia alienígena», «civilización».

Mientras tanto, crece una convicción en el mundo científico: la vida no tiene por qué estar muy desarrollada. Sus formas primitivas son mucho menos exigentes con el medio ambiente y es más probable que se establezcan en planetas con condiciones difíciles: incluso en la Tierra, la vida permaneció unicelular durante 3 mil millones de años (los organismos complejos comenzaron a desarrollarse hace solo 600 millones de años).

¿Qué se necesita para la vida? En las últimas décadas, este tema ha sido tratado por una disciplina especial: la astrobiología. Y constantemente ampliando los límites de nuestro conocimiento. Resultó que algunas criaturas de aguas profundas pueden existir sin luz solar, ciertos tipos de bacterias pueden sobrevivir en el permafrost y los tardígrados (Tardigrada) sobrevivirán incluso después del impacto de un asteroide y en el espacio exterior.

Los científicos agregan regularmente a la lista de extremófilos, criaturas que pueden resistir temperaturas, acidez y presión anormales, al simular su estadía en otros planetas. Es importante que estemos hablando de microorganismos, y no necesitan todo el planeta: incluso pueden vivir en mundos incómodos donde hay microfocos de un entorno favorable, por ejemplo, en cráteres o en las profundidades de la superficie.

Pero incluso en el caso de los extremófilos, los científicos parten de la suposición de que la forma de vida extraterrestre es similar a la terrestre: el «material de construcción» de sus moléculas es el carbono, que necesita agua.

Pero, ¿es esta regla universal? Desde finales del siglo XX, se ha desarrollado una bioquímica alternativa, cuyos adherentes buscan contrarrestar el «chauvinismo del carbono» con formas de existencia químicamente diferentes: por ejemplo, reemplazando la combinación carbono/agua con silicio/amoníaco. Según los supuestos más radicales, todos los mundos espaciales tienen vida propia, químicamente adaptada a las condiciones locales.

A veces tales discusiones vuelven a las preguntas originales. ¿Cómo surge la vida en el planeta en general? ¿“Llega” desde el espacio (la hipótesis de la panspermia) o surge naturalmente en el proceso de desarrollo geológico y climático del mundo (la hipótesis de los mundos vivos)?

Si es lo último, entonces, ¿dónde trazar la línea entre la naturaleza animada y la inanimada, cómo separar el medio ambiente del sujeto? ¿Puede el planeta como tal ser considerado el sujeto de la vida? ¿Y existe un criterio universal de vida que no provoque quejas de los científicos?

Mientras la Tierra sea reconocida como el único planeta habitado, estas preguntas seguirán sin respuesta. Por ahora, solo podemos observar mundos distantes, porque el camino hacia ellos está cortado: la distancia a los exoplanetas más cercanos es de unos 50 años luz. Y para superar un año luz, los cohetes modernos tomarán 37 mil años de la Tierra.

177420cookie-checkCaptan señal de radio procedente de un exoplaneta

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