La estrella enana roja "Wolf 359" (Wolf 359), que está a sólo 7,8 años luz de nosotros, puede albergar planetas, pero la radiación extrema de rayos X y ultravioleta dificulta la habitabilidad de los planetas. Sólo los planetas alejados de sus estrellas con atmósferas espesas de gases de efecto invernadero tienen posibilidades de sustentar vida. Las frecuentes llamaradas de rayos X se suman a este desafío, potencialmente destruyendo las atmósferas de los planetas en zonas habitables antes de que nazca la vida.

Esta ilustración describe un nuevo estudio que examina cómo la intensa radiación ultravioleta y de rayos X de la cercana estrella enana roja Wolf 359 afecta a los exoplanetas potenciales. Utilizando datos de Chandra y XMM-Newton, los investigadores descubrieron que sólo los planetas distantes con atmósferas espesas de gases de efecto invernadero podrían albergar vida. Fuente de la imagen: NASA/CXC/SAO/M.Weiss

Los planetas que orbitan otras estrellas podrían enfrentar condiciones climáticas espaciales extremas, según un nuevo estudio que utiliza datos del Observatorio de rayos X Chandra de la NASA y el XMM-Newton de la Agencia Espacial Europea. El estudio examinó cómo la radiación de rayos X afecta a los posibles exoplanetas alrededor de los tipos de estrellas más comunes del universo.

Los astrónomos han descubierto que para que un planeta tenga posibilidades de sustentar vida, necesita tener una atmósfera espesa de gases de efecto invernadero como la Tierra y estar lejos de su estrella anfitriona para evitar la radiación dañina.

Conoce a Wolf 359: una estrella enana roja cercana

Una de las estrellas estudiadas, Wolf 359, es una enana roja con aproximadamente una décima parte de la masa del Sol. Las enanas rojas son las estrellas más abundantes del universo y pueden arder durante miles de millones de años, tiempo en teoría suficiente para nutrir la vida. Wolf 359 está a sólo 7,8 años luz de nuestro sistema solar y es una de las estrellas más cercanas a nuestro sistema solar.

Scott Wolk del Centro de Astrofísica | Harvard & Smithsonian (CfA), que dirigió el estudio, dijo: "Wolf 359 puede ayudarnos a descubrir los secretos de las estrellas y la habitabilidad. Está tan cerca de nosotros y pertenece a una clase de estrellas tan importante: es una gran combinación".

Buscando exoplanetas alrededor de Wolf 359

Dado que las enanas rojas son el tipo de estrella más común, los astrónomos intentan constantemente encontrar exoplanetas a su alrededor. Los astrónomos que utilizan telescopios ópticos han encontrado cierta evidencia de que dos planetas orbitan alrededor de Wolf 359, pero estas conclusiones han sido cuestionadas por otros científicos.

Walker añadió: "Aunque todavía no tenemos evidencia de que Wolf 359 tenga planetas a su alrededor, parece muy probable que albergue múltiples planetas. Esto lo convierte en un excelente banco de pruebas para estudiar qué experimentarían los planetas alrededor de una estrella así".

Walker y sus colegas utilizaron Chandra y XMM para estudiar cuánta radiación estable de rayos X y ultravioleta extrema (UV), el tipo más energético de radiación ultravioleta, emitiría Wolf 359 a posibles planetas a su alrededor.

Esta imagen de Chandra se utilizó junto con datos de XMM-Newton para estudiar cómo los rayos X y la radiación ultravioleta de Wolf 359 afectan a los exoplanetas potenciales. Los investigadores han descubierto que sólo los planetas distantes con atmósferas espesas de gases de efecto invernadero podrían seguir siendo habitables. Fuente de la imagen: NASA/CXC/SAO/S.Wolk, etc.; Procesamiento de imágenes: NASA/CXC/SAO/N: NASA/CXC/SAO/N.Wolk

Descubrieron que Wolf 359 producía suficiente radiación dañina como para que sólo los planetas con gases de efecto invernadero como el dióxido de carbono en sus atmósferas, a distancias relativamente grandes de sus estrellas, pudieran albergar vida.

"El simple hecho de estar lejos de la radiación dañina de una estrella no es suficiente para hacerla habitable", afirmó el coautor Vinay Kashyap, también del CfA. "Los planetas alrededor de Wolf 359 también tendrían que estar cubiertos de gases de efecto invernadero, como la Tierra".

Para estudiar el impacto de la radiación de alta energía en la habitabilidad de los planetas candidatos, el equipo consideró la zona habitable de la estrella: la región alrededor de una estrella donde podría existir agua líquida en la superficie de un planeta.

Debido a que las enanas rojas son mucho menos luminosas que el Sol, el límite exterior de la zona habitable de Wolf 359 es aproximadamente el 15% de la distancia entre la Tierra y el Sol. Ninguno de los dos planetas candidatos del sistema se encuentra dentro de la zona habitable de Wolf 359; uno está demasiado cerca de la estrella y el otro demasiado lejos.

El vídeo muestra una estrella joven, de baja masa y relativamente fría llamada enana roja, como Wolf 359. Debido a su juventud, la estrella es muy activa y emite destellos varias veces al día. Estas llamaradas son tan calientes que expulsan tanta masa como una luna pequeña. Alrededor de la estrella pudimos ver un planeta con aproximadamente la misma masa que la Tierra. Debido a que la estrella es tan fría, el planeta necesitaría estar muy cerca de su estrella anfitriona (sólo entre 4 y 8 millones de kilómetros) para tener la posibilidad de mantener una temperatura en su superficie que produzca agua líquida. En comparación, la Tierra orbita alrededor del Sol a una distancia de aproximadamente 93 millones de millas.

Ignazio Pillitteri del Instituto Nacional de Astrofísica de Palermo, Italia, coautor del estudio, dijo: "Si el planeta interior existe, los rayos X y la radiación ultravioleta extrema a la que está expuesto destruirán la atmósfera del planeta en aproximadamente un millón de años".

El equipo también consideró los efectos de la radiación en planetas aún no descubiertos en la zona habitable. Llegaron a la conclusión de que los planetas como la Tierra en el medio de la zona habitable deberían poder mantener atmósferas durante casi 2 mil millones de años, mientras que los planetas más cercanos a los bordes exteriores podrían hacerlo indefinidamente, ayudados por los efectos de calentamiento de los gases de efecto invernadero.

Llamaradas de rayos X: el obstáculo fatal de la vida

Otro gran peligro para los planetas que orbitan estrellas como Wolf 359 proviene de las llamaradas de rayos X, ráfagas ocasionales de rayos X brillantes además de la constante producción diaria de rayos X de la estrella. Combinando las observaciones de Chandra y XMM-Newton, encontramos que Wolf 359 tuvo 18 llamaradas de rayos X durante 3,5 días.

Al extrapolar estas llamaradas observadas, el equipo esperaba que ocurrieran llamaradas más poderosas y destructivas durante períodos de tiempo más largos. Los efectos combinados de la radiación constante de rayos X y ultravioleta y las erupciones significan que es poco probable que cualquier planeta en la zona habitable tenga una atmósfera lo suficientemente larga como para formar y sobrevivir la vida multicelular tal como la conocemos en la Tierra. La excepción es el borde exterior de la zona habitable, si el planeta tiene un efecto invernadero significativo.

Los hallazgos fueron presentados en la 245ª Reunión de la Sociedad Astronómica Estadounidense en National Harbor, Maryland, y se están preparando para su publicación en la revista Science.

El Centro Marshall de Vuelos Espaciales de la NASA en Huntsville, Alabama, supervisa el programa del Observatorio de rayos X Chandra. El Centro de rayos X Chandra del Observatorio Astrofísico Smithsonian gestiona las operaciones científicas en Cambridge, Massachusetts, y las operaciones de vuelo en Burlington, Massachusetts.

Compilado de /ScitechDaily