La Singularidad Desnuda

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La libración podría favorecer la habitabilidad de planetas extrasolares

Posted by Carlos en enero 1, 2008

La lista de planetas extrasolares conocidos no para de aumentar, aunque debido a las técnicas empleadas para la detección de los mismos suele tratarse de cuerpos masivos que orbitan muy cerca de su primaria. Desde el punto de vista astrobiológico esto no es una situación ideal, aunque tampoco debería ser fatal per se. Al fin y al cabo, la zona de habitabilidad de estrellas enanas suele estar precisamente en una franja muy cercana a las mismas. Éste es el caso por ejemplo del sistema Gliese (véase aquí y aquí). Sin embargo, hay un segundo factor asociado que sí puede plantear serias dificultades: al estar tan cerca de la estrella principal, la rotación del planeta se ancla rápidamente en resonancia con el periodo orbital, de manera que en cada traslación se da un número entero o semientero de rotaciones. La resonancia más común es la 1:1, lo que indica que el planeta siempre tiene una cara orientada a su sol, y otra en eterna noche. En estas circunstancias, una de las caras tendría altísimas temperaturas, mientras que la otra se congelaría, lo que ciertamente no es el mejor escenario para el desarrollo de la vida.

No obstante, hay una condición orbital que puede atemperar la situación, incluso en planetas anclados en resonancia 1:1. Se trata de la libración, un fenómeno producido por la excentricidad de la órbita de traslación y la inclinación del eje de rotación, y que hace que la zona expuesta a la estrella o a la noche no sea siempre la misma. La libración es algo bien conocido en el caso de la Luna, que está precisamente anclada a la Tierra en resonancia 1:1. En primer lugar, el eje de rotación de la Luna tiene una inclinación de unos 6º, motivo por el que podemos tener una perspectiva de los polos lunares (unas veces del polo norte, medio mes después del polo sur) de pequeña amplitud (esos 6º). En segundo lugar, la órbita lunar tiene una pequeñísima excentricidad de 0.055, motivo por el cual su velocidad de traslación relativa a la Tierra es a veces un poco más rápida y a veces un poco más lenta que la velocidad de rotación. Por ese motivo, se puede ver una pequeña zona más allá de los bordes de la cara orientada a la Tierra (en el caso de la Luna esta zona es de poco más de 7º). La imagen inferior muestra esta oscilación aparente de la Luna, y cómo el área visible se extiende a más del 50% (a casi un 60% concretamente).

Moon libration

Este fenómeno de libración puede ser muy relevante en el caso de planetas extrasolares con órbitas muy excéntricas, tal como A.R. Dobrovolskis, del NASA Ames Research Center, sugiere en un artículo titulado:

publicado en Icarus. Básicamente, la libración debida a la excentricidad orbital extiende la zona iluminada en algún momento de la órbita en ~2sin-1e, donde e es la excentricidad. Un planeta con una excentricidad de 0.5 tendría una libración de unos 59º, y para una excentricidad e≥0.7239 la libración excedería los 90º, lo que quiere decir que la zona de noche perpetua desaparece. La cosa se complica más si la resonancia no es 1:1, sino 3:2 (como Mercurio), 2:1, 5:2, … En esos casos los patrones de insolación son complejos (y más aún si se incluyen los efectos de la libración en latitud, debida a la inclinación de eje de rotación), pero indican que hay zonas del planeta que están a salvo de temperaturas extremas en uno u otro sentido.

Por supuesto, aunque este efecto puede atemperar la situación de estos planetas hay otros efectos que deben tenerse en cuenta. Por ejemplo, si hay gradientes elevados de temperatura se producirán grandes corrientes atmosféricas (de hecho, los movimientos de convección pueden alcanzar velocidades hipersónicas en planetas extrasolares). En cualquier caso, la región habitable no tiene por qué ser necesariamente la superficie planetaria.

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