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Descargar Informe relacionados con materiales de conferencia de prensa del 13 de diciembre en la reunión de la Unión Geofísica Americana de 2017.
La búsqueda de vida más allá de la tierra está en un aumento de la creatividad y la innovación. A raíz de una fiebre del oro del descubrimiento del exoplaneta en las últimas dos décadas, es el momento de abordar el siguiente paso: determinar cuál de los exoplanetas conocidos son candidatos apropiados para la vida.
Científicos de la NASA y dos universidades presentan nuevos resultados dedicados a esta tarea en los campos que abarca la Heliofísica, Astrofísica, Ciencias de la Tierra y Ciencia Planetaria, demostrando cómo un enfoque interdisciplinario es esencial para encontrar vida en otros mundos — en la sesión de otoño de la Unión Geofísica Americana el 13 de diciembre de 2017, en Nueva Orleans, Louisiana.
"La inmobiliaria potencialmente habitable en el Universo se ha expandido,", dijo Giada Arney, un astrobiólogo Goddard Space Flight Center de la NASA en Greenbelt, Maryland. "Ahora sabemos de miles de exoplanetas, pero lo que sabemos sobre ellos es limitado porque aún no podemos verlos directamente".
En la actualidad, los científicos en su mayoría dependen de métodos indirectos para identificar y estudiar exoplanetas; tales métodos pueden decirles sea un planeta como la Tierra o qué tan cerca es su Estrella del padre. Pero esto no es suficiente aún para decir si un planeta es realmente habitable, o conveniente para la vida, para esto, los científicos deben ser capaces de observar exoplanetas directamente en última instancia.
Diseños de instrumento y misión de proyección de imagen directa están en marcha, pero mientras tanto, Arney explica, los científicos están haciendo progresos con herramientas ya a su disposición.
Construyen modelos computacionales para simular lo que podrían ser habitables planetas y cómo interactúan con sus Estrellas del padre. Para validar sus modelos, buscan planetas dentro de nuestro propio Sistema Solar, como análogos para los exo-planetas que nos descubre algún día. Esto, por supuesto, incluye la propia Tierra, el planeta que conocemos mejor, y el único que conocemos pero que es habitable.
"En nuestra búsqueda de vida en otros mundos, es importante para que los científicos consideran exoplanetas desde un sentido holístico, es decir, desde la perspectiva de múltiples disciplinas," Arney, dijo. "Necesitamos estos estudios multidisciplinarios para examinar exoplanetas como los mundos complejos formados por múltiples procesos astrofísicos, planetarios y estelares, en lugar de puntos sólo distantes en el cielo".
Estudiar Tierra como un Exoplaneta
Cuando los seres humanos empiezan a recoger las primeras imágenes directas de exoplanetas, incluso la imagen más cercano aparecerá como un puñado de píxeles. ¿Qué podemos aprender de la vida planetaria de sólo un puñado de píxeles?
Stephen Kane, experta en exoplanetas de la Universidad de California, Riverside, ha ideado una manera de responder a esa pregunta uso de la NASA Tierra policromáticas imágenes cámara a bordo de la Administración Nacional Oceánica y atmosférica de profundo Observatorio climático del espacio, o DSCOVR. Kane explica que él y sus colegas toman imágenes de alta resolución de DSCOVR, típicamente utilizado en patrones del Clima Global de la Tierra documento y otros eventos relacionados con el clima y degradarlos hasta imágenes pocos píxeles de tamaño. Kane ejecuta las imágenes DSCOVR a través de un filtro de ruido que intenta simular la interferencia de una misión de exoplaneta.
"De un puñado de píxeles, tratamos de extraer toda la información que conocemos sobre la Tierra como sea posible," dijo Kane. "Si podemos hacerlo exactamente para la Tierra, podemos hacerlo para planetas alrededor de otras Estrellas".
A la izquierda, una imagen de la Tierra de la cámara de DSCOVR-EPIC. A la derecha, la misma imagen degradada a una resolución de píxeles de 3-por-3, similares a lo que los investigadores en el futuro verán en exoplaneta observaciones.
Créditos: NOAA/NASA/DSCOVR
DSCOVR toma una imagen cada media hora y ha estado en órbita durante dos años. Sus más de 30.000 imágenes son con mucho el más largo registro continuo de observaciones de disco completo desde el espacio de existencia. Observando cómo el brillo de la Tierra cambia cuando en su mayoría de Tierra a la vista se compara con principalmente agua, Kane ha sido capaz de realizar ingeniería inversa de la Tierra albedo, oblicuidad, tarifa de la rotación y estacionalidad incluso, algo que aún no se ha medido directamente exoplanetas, que potencialmente podrían influir en la capacidad del planeta para sustentar la vida.
Busca para Otros Venus
Mucho los científicos de manera utilizan la Tierra como un estudio de caso de planetas habitables, también utilizan planetas dentro del Sistema Solar, y por lo tanto, planetas están más familiarizados con — como los estudios de lo que representa planetas inhabitables.
Kane también estudia el hermano de la Tierra planeta, Venus, donde la superficie es 850 grados Fahrenheit y el ambiente, lleno de Ácido Sulfúrico — dificulta hacia abajo en la superficie 90 veces la presión de la Tierra. Puesto que la Tierra y Venus están tan cerca de tamaño y sin embargo tan diferentes en términos de sus perspectivas de habitabilidad, se interesa en el desarrollo de métodos para distinguir Tierra y Venus análogos en otros Sistemas Planetarios, como una forma de identificar potencialmente habitable planetas terrestres.
Kane explica que trabaja para identificar los análogos de Venus en los datos de Kepler de la NASA por definir la "zona de Venus," donde planetario insolación — cuanta luz recibe un determinado planeta de su Estrella, juega un papel clave en la erosión atmosférica y efecto invernadero ciclos de gas.
"El destino de la Tierra y Venus y sus Atmósferas están vinculados entre sí", dijo Kane. "Mediante la búsqueda de planetas similares, estamos tratando de comprender su evolución y, en definitiva, con qué frecuencia desarrollando planetas terminan en un hellscape de Venus-como."
Desde tierra, derecha y Venus, izquierda, están tan cerca de tamaño y sin embargo tan diferentes en términos de sus perspectivas de habitabilidad, Stephen Kane, experta en exoplanetas de la Universidad de California, Riverside, está interesado en el desarrollo de métodos para distinguir la Tierra- y Venus-análogos en otros sistemas planetarios, como una forma de identificar planetas terrestres potencialmente habitables.
Créditos: NASA/JPL-Caltech/Ames
Modelada Estrella – Planeta Interacciones
Mientras que Kane habló sobre planetas, Goddard espacio científico Katherine Garcia-Sage se centró en los planetas de manera que interactúan con sus Estrellas de host. Los científicos también deben considerar cómo las cualidades de un anfitrión Estrella y entorno electromagnético del planeta — que puede proteger de la radiación estelar áspera — dificultar o ayudar a habitabilidad. Campo magnético de la Tierra, por ejemplo, protege el ambiente áspero del Viento Solar, flujo constante del Sol del material solar cargado, que puede pelar lejos gases atmosféricos en un proceso llamado escape ionosférica.
Garcia-Sage describe en su investigación Próxima b, un exoplaneta que está a cuatro años luz de distancia y se sabe que existen dentro de la zona habitable de su Estrella Enana Roja, Próxima Centauri. Pero sólo porque es en la zona habitable, la distancia adecuada de una Estrella donde el agua podría hacer piscina en superficie de un planeta, no significa necesariamente que esté habitable.
Mientras que los científicos todavía no pueden decir si está magnetizado Próxima b, puede usar modelos computacionales para simular así un campo magnético de la Tierra-como proteger a su ambiente en órbita cerca del exoplaneta a Próxima Centauri, que con frecuencia produce violentos tormentas estelares. Los efectos de estas tormentas en el medio ambiente espacial de un planeta determinado se conocen colectivamente como Clima Espacial.
"Necesitamos comprender el entorno de tiempo de un planeta espacial para entender si un planeta es habitable", dijo García-Sage. "Si la Estrella es demasiado activa, puede poner en peligro una Atmósfera, que es necesaria para proporcionar el agua líquida. Pero hay una línea muy fina: hay algunos indicios de que la radiación de una Estrella puede producir bloques de construcción para la vida. "
Una Estrella Enana Roja, uno de los tipos más comunes de Estrellas en nuestra Galaxia — como Próxima Centauri tiras lejos la Atmósfera cuando extrema radiación ultravioleta ioniza los gases atmosféricos, produciendo un barrido de partículas eléctricamente cargadas que puede transmitir hacia fuera en el espacio a lo largo de líneas del campo magnético.
En esta ilustración, la luz ultravioleta extrema de una Estrella Enana Roja activa causa los Iones escapen de la Atmósfera de un exoplaneta.
Créditos: NASA Goddard Space Flight Center
Los científicos calcularon Cuánta radiación Próxima Centauri produce en promedio, basado en observaciones desde el Observatorio de rayos x Chandra de la NASA. En la órbita de b Próxima, los científicos descubrieron sus combates de planeta encontrado como la Tierra de la radiación ultravioleta extrema cientos de veces mayor que la Tierra se hace desde el Sol.
Garcia-Sage y sus colegas diseñaron un modelo de computadora para estudiar si un planeta como la Tierra, con atmósfera, campo magnético y la gravedad de la Tierra — en b Próxima órbita podría sostener a su ambiente. Examinaron tres factores que escape ionosférica: la radiación estelar, temperatura de la atmósfera neutral y el tamaño de la tapa de la polar, la región sobre la cual ocurre la fuga.
Los científicos demuestran que con las condiciones extremas es probables que existan en el Próxima b, el planeta podría perder una cantidad equivalente a la totalidad de la atmósfera de la Tierra en 100 millones de años — apenas una fracción de Próxima b de 4.000 millones de años hasta ahora. Incluso en el mejor de los casos, que mucha masa se escapa más de 2.000 millones de años, bueno dentro de toda la vida del planeta.
Marte, un laboratorio para el estudio de exoplanetas
Mientras habló de García-Sage de los planetas magnetizados, David Brain, científico planetario en el Rayo de la Universidad de Colorado, Boulder, de Marte, un planeta sin un campo magnético.
"Marte es un gran laboratorio para pensar en exoplanetas", dijo . "Podemos usar Marte para ayudar a limitar nuestro pensamiento acerca de una variedad de exoplanetas rocosos donde todavía no tenemos observaciones."
La investigación utiliza observaciones de la NASA atmósfera de Marte y evolución volátil, o MAVEN, misión para la pregunta: ¿Cómo Marte habría evolucionado si fueron orbitando una Estrella diferente? La respuesta proporciona información de planetas rocosos como — no a diferencia de la nuestra propia, podría convertirse diferentemente en diversas situaciones.
Se cree que Marte una vez llevó agua y un ambiente que podría ser hospitalario a tierra-como vida. Pero Marte perdió mucho de su atmósfera con el tiempo a través de una variedad de procesos químicos y físicos, MAVEN ha observado similar pérdida atmosférica del planeta desde su lanzamiento en finales de 2013.
El co-investigador MAVEN y conocimientos de sus colegas aplicables MAVEN para una hipotética simulación de Marte como planeta orbitando una Estrella de clase M, comúnmente conocido como una Estrella Enana Roja. En esta situación imaginaria, el planeta recibiría cerca de cinco a 10 veces más radiación ultravioleta que el Marte real hace, que a su vez acelera escape atmosférico a tasas mucho más altas. Sus cálculos indican que la atmósfera del planeta podría perder tres a cinco veces más partículas cargadas y partículas de 5 a 10 veces más neutrales.
Tan una tasa de pérdida atmosférica sugiere que orbitando en el borde de la zona habitable de una Estrella tranquila de clase M, en lugar de nuestro Sol, podría acortar el período habitable del planeta por un factor de cinco a 20.
Para recibir la misma cantidad de luz de las Estrellas como Marte recibe de nuestro Sol, un planeta orbitando alrededor de un M-tipo Enana Roja tendría que colocarse mucho más cerca a su Estrella que Mercurio está del Sol.
Créditos: NASA Goddard Space Flight Center
"Pero no daría esperanza de planetas rocosos orbitando a enanas M," dijo . "Escogimos el peor. Marte es un planeta pequeño y carece de un campo magnético por lo que el viento solar puede más eficazmente la tira lejos su atmósfera. También elegimos un Marte que no se encuentra geológicamente activo, por lo que ninguna fuente interna de la atmósfera. Si ha cambiado cualquier uno de los factores, tal planeta sería un lugar más feliz."
Cada uno de estos estudios aporta sólo una pieza de un rompecabezas mucho más grande — para determinar qué características debemos buscar y reconocer, en la búsqueda de un planeta que podría albergar vida. Juntos, tal investigación interdisciplinaria sienta las bases para asegurar que, como nuevas misiones para observar exoplanetas más claramente se desarrollan, estaremos listos para determinar si puede sólo vida de host.
Imagen de banner: Ilustración de Kepler-186f, el primer planeta del tamaño de la Tierra descubierto en zona habitable de una estrella. Los científicos saben ahora de miles de exoplanetas, pero nuestro conocimiento es limitado, porque todavía no podemos verlas directamente. Crédito: NASA Ames/SETI Institute/JPL-Caltech
NASA’s Goddard Space Flight Center, Greenbelt, Md.
Last Updated: Dec. 13, 2017
Editor: Rob Garner
Traducción: El Quelonio Volador
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