{"id":255765,"date":"2018-05-07T18:20:28","date_gmt":"2018-05-07T21:20:28","guid":{"rendered":"http:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/?p=255765\/"},"modified":"2018-05-08T14:35:23","modified_gmt":"2018-05-08T17:35:23","slug":"duros-y-sin-vida","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/duros-y-sin-vida\/","title":{"rendered":"Duros y sin vida"},"content":{"rendered":"
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NASA \/JPL-Caltech \/T. Pyle<\/span><\/a> Concepci\u00f3n art\u00edstica del exoplaneta Kepler-186f, el primero que se descubri\u00f3 con un tama\u00f1o cercano al de la TierraNASA \/JPL-Caltech \/T. Pyle<\/span><\/p><\/div>\n

La ilustraci\u00f3n de estas p\u00e1ginas muestra c\u00f3mo imagin\u00f3 un artista al exoplaneta Kepler-186f en abril de 2014. En ese momento, los astr\u00f3nomos confirmaron que dicho planeta, situado a 500 a\u00f1os luz del Sistema Solar, ten\u00eda la masa y el tama\u00f1o similares a los de la Tierra. Observaciones realizadas por el telescopio espacial Kepler tambi\u00e9n sugirieron que la distancia entre el mismo y su estrella, la enana roja Kepler-186, har\u00eda posible la existencia de agua en estado l\u00edquido. Por esta raz\u00f3n, los cient\u00edficos anunciaron que Kepler-186f es el primer exoplaneta rocoso descubierto en la zona habitable de su estrella. Inspirada en este descubrimiento, la ilustraci\u00f3n muestra la superficie del Kepler-186f parecida a la de la Tierra, con continentes y oc\u00e9anos, un paisaje propicio para el desarrollo de formas de vida similares a la existentes en nuestro planeta.<\/p>\n

Con todo, nuevas observaciones de la estrella Kepler-186 sugieren que la superficie de Kepler-186f puede ser muy distinta, y mucho menos favorable a la existencia de la vida, al menos, a la de la vida tal como se la conoce. En colaboraci\u00f3n con un equipo internacional de cient\u00edficos, la astr\u00f3noma K\u00e1tia Cunha, del Observatorio Nacional, con sede en R\u00edo de Janeiro, y su alumno de doctorado Diogo Souto, realizaron el primer an\u00e1lisis minucioso de la composici\u00f3n qu\u00edmica de la estrella Kepler-186. Ese estudio sali\u00f3 publicado en febrero de este a\u00f1o en la revista Astrophysical Journal<\/em>, y muestra tambi\u00e9n el an\u00e1lisis qu\u00edmico de otra enana roja llamada Kepler-138, alrededor de la cual orbita el menor exoplaneta rocoso hasta ahora descubierto, del tama\u00f1o de Marte. \u00c9sta fue la primera vez que los astr\u00f3nomos logran medir la abundancia qu\u00edmica de las enanas rojas con una precisi\u00f3n similar a la que se logra al observar estrellas similares al Sol.<\/p>\n

El an\u00e1lisis de la luz emitida por una estrella, el llamado espectro de la estrella, permite en general conocer la abundancia de los elementos qu\u00edmicos que la componen. Sin embargo, Souto explica que las temperaturas en la atm\u00f3sfera de las enanas rojas son lo suficientemente bajas como para permitir la formaci\u00f3n de mol\u00e9culas de agua, \u00f3xido de titanio y \u00f3xido de vanadio. Cuando se observan esas estrellas en la franja de la luz visible, el \u00f3xido de titanio enmascara la presencia de varios elementos qu\u00edmicos. Sin embargo, Souto demostr\u00f3 que en el infrarrojo es posible detectar y medir la abundancia de 13 elementos qu\u00edmicos en ellas.<\/p>\n

Souto y Cunha emplearon datos obtenidos con el Apogee, un espectr\u00f3grafo de alta precisi\u00f3n instalado en un telescopio del estado de Nuevo M\u00e9xico, en Estados Unidos, para estimar la concentraci\u00f3n de distintos elementos qu\u00edmicos en ambas estrellas, y arribaron a la conclusi\u00f3n de que Kepler-186f contiene m\u00e1s silicio que el Sol. Este exceso de silicio har\u00eda que los exoplanetas situados alrededor de la enana roja est\u00e9n compuestos por rocas tan duras que impedir\u00edan la formaci\u00f3n de placas tect\u00f3nicas en la corteza.<\/p>\n

Sin placas tect\u00f3nicas, no habr\u00eda procesos de reciclado de gases, l\u00edquidos y rocas que, en la Tierra, y en el transcurso de miles de millones de a\u00f1os, determinaron la composici\u00f3n qu\u00edmica de la atm\u00f3sfera, de los continentes y de los oc\u00e9anos. Sin oc\u00e9anos ni continentes constantemente alterados por el movimiento de placas tect\u00f3nicas, Kepler-186f tendr\u00eda una superficie relativamente inmutable, posiblemente desierta.<\/p>\n

En tanto, la otra enana roja, Kepler-138, exhibi\u00f3 una concentraci\u00f3n de silicio similar a la solar. Por ende, su peque\u00f1o exoplaneta rocoso tendr\u00eda una composici\u00f3n favorable a la formaci\u00f3n de placas tect\u00f3nicas. Pero el mismo est\u00e1 demasiado cerca de la estrella como para tener agua l\u00edquida en su superficie.<\/p>\n

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Danielle Futselaar\/ SETI <\/span><\/a> Representaci\u00f3n art\u00edstica de la enana roja Kepler-138 y su exoplaneta rocoso, menor que MarteDanielle Futselaar\/ SETI <\/span><\/p><\/div>\n

\u201cEstudios como \u00e9ste son de gran importancia para la astronom\u00eda de los exoplanetas\u201d, dice Souto. \u201cEn el marco de una misi\u00f3n futura de la Nasa llamada Tess, se observar\u00e1n preferentemente las estrellas de baja masa, las m\u00e1s abundantes en la galaxia, a los efectos de realizar un estudio detallado de su composici\u00f3n qu\u00edmica, algo importante para conocer las propiedades de sus exoplanetas.\u201d<\/p>\n

Hierro, ox\u00edgeno y oc\u00e9anos<\/strong>
\nLas conclusiones de Souto, Cunha y sus colaboradores sobre la superficie del Kepler-186f son el resultado de la aplicaci\u00f3n de un modelo matem\u00e1tico desarrollado en 2016 por los geof\u00edsicos Cayman Unterborn, de la Universidad del Estado de Arizona, y Wendy Panero, de la Universidad del Estado de Ohio, ambas en Estados Unidos. Este modelo permite estimar, con base en observaciones astron\u00f3micas de la composici\u00f3n qu\u00edmica de una estrella, c\u00f3mo ser\u00eda la composici\u00f3n mineral de los planetas rocosos que se formaron a su alrededor. \u201cLa composici\u00f3n de la estrella sirve de referencia para las posibles composiciones de sus planetas\u201d, dice Unterborn.<\/p>\n

Unterborn y Panero elaboraron ese modelo con base en aquello que los astr\u00f3nomos y los geof\u00edsicos saben acerca de la composici\u00f3n del Sol y de la formaci\u00f3n del Sistema Solar. Los planetas se formaron partiendo de un disco de gas y polvo del mismo material primordial que dio origen al Sol. Las colisiones ocurridas durante centenas de millones de a\u00f1os entre el material del disco llevaron a esos granos de polvo a aglutinarse en cuerpos cada vez mayores hasta producir los planetas rocosos. Este proceso de formaci\u00f3n planetaria es el que los geof\u00edsicos estadounidenses simulan de modo simplificado con su modelo para calcular la composici\u00f3n mineral de los exoplanetas con base en la constituci\u00f3n qu\u00edmica de sus estrellas.<\/p>\n

Una de las principales conclusiones que se desprenden de ese modelo indica que la abundancia del elemento qu\u00edmico ox\u00edgeno en el disco protoplanetario puede restringir el tama\u00f1o de los n\u00facleos de los planetas. Un planeta rocoso como la Tierra posee un n\u00facleo de hierro met\u00e1lico envuelto por un manto espeso. \u00c9ste a su vez est\u00e1 cubierto por una fina corteza que forma la superficie terrestre. \u201cEn el manto, el ox\u00edgeno reacciona con el hierro y crea \u00f3xidos demasiado livianos como para hundirse hasta el centro del planeta\u201d, explica Unterborn. \u201cEn lugar de ello, esos \u00f3xidos permanecen en el manto e influyen en la composici\u00f3n de los minerales\u201d. La cantidad de ox\u00edgeno tambi\u00e9n controla la presencia de agua en el manto y la posibilidad de que el planeta tenga oc\u00e9anos.<\/p>\n

Mientras que el n\u00facleo est\u00e1 hecho casi exclusivamente de hierro, el manto y la corteza est\u00e1n compuestos por minerales que contienen diversos elementos qu\u00edmicos, de los cuales el principal es el silicio. \u201cAl estimar la composici\u00f3n qu\u00edmica de la parte exterior al n\u00facleo del planeta, que es rica en silicio, logramos modelar el proceso que calienta las rocas del manto y forma la corteza\u201d, explica Unterborn. \u201cSi parte de la corteza est\u00e1 compuesta por un material m\u00e1s denso que el del manto que est\u00e1 debajo de ella, entonces el planeta puede desarrollar una din\u00e1mica de placas tect\u00f3nicas.\u201d<\/p>\n

Para poner a prueba este modelo con observaciones astron\u00f3micas, Unterborn y Panero trabajan desde mediados del a\u00f1o pasado con Johanna Teske, del Instituto Carnegie, en Estados Unidos, y otros astr\u00f3nomos que utilizan el espectr\u00f3grafo Apogee, montado en el telescopio de la Fundaci\u00f3n Sloan en el Observatorio Apache Point, en Nuevo M\u00e9xico. Con el Apogee han analizado las l\u00edneas espectrales en el rango de frecuencias del infrarrojo de aproximadamente 200 mil estrellas de la V\u00eda L\u00e1ctea. El objetivo principal es utilizar la composici\u00f3n qu\u00edmica de las estrellas para entender la historia de la formaci\u00f3n de la galaxia (lea en<\/em> Pesquisa FAPESP, edici\u00f3n n\u00ba 232<\/em><\/a>).<\/p>\n

Algunas de las estrellas que se observaron con el Apogee tambi\u00e9n fueron blancos del telescopio espacial Kepler, proyectado para buscar se\u00f1ales de la presencia de exoplanetas en variaciones de la intensidad del brillo de las estrellas, y son ahora investigadas por Teske y sus colaboradores. Los cient\u00edficos est\u00e1n aplicando el modelo de Unterborn y Panero para deducir las propiedades de los exoplanetas rocosos identificados con el Kepler alrededor de esas estrellas.<\/p>\n

\"\"<\/a>El silicio y los continentes<\/strong>
\nEn el encuentro de la Sociedad Astron\u00f3mica Americana, realizado en enero de este a\u00f1o en Texas, el equipo present\u00f3 los primeros resultados del an\u00e1lisis de la composici\u00f3n qu\u00edmica de los planetas que orbitan alrededor de dos estrellas parecidas al Sol, que es una enana amarilla. Los investigadores se valieron de la diferencia entre la qu\u00edmica de Kepler-102 y la de Kepler-407 para ejemplificar de qu\u00e9 modo la abundancia de silicio de una estrella constituye un fuerte indicador de los minerales encontrados en mayor cantidad en los planetas rocosos que la orbitan.<\/p>\n

En el caso de Kepler-102, cuya concentraci\u00f3n de silicio es similar a la del Sol, los cient\u00edficos prev\u00e9n que sus exoplanetas rocosos tendr\u00edan una corteza y un manto ricos en minerales del grupo de los olivinos, igualmente abundantes en el manto y en la corteza terrestre. En tanto, en el caso de Kepler-407, con una concentraci\u00f3n de silicio muy superior a la solar, su exoplaneta con dimensiones similares a las de la Tierra, Kepler-407b, tendr\u00eda una corteza rica en di\u00f3psido y un manto con una gran abundancia de granates, minerales m\u00e1s duros y densos que los olivinos, los m\u00e1s abundantes en la Tierra. Seg\u00fan Unterborn, esta combinaci\u00f3n impedir\u00eda la formaci\u00f3n de placas tect\u00f3nicas.<\/p>\n

Al tener minerales m\u00e1s densos, Kepler-407b puede poseer una masa mayor que la terrestre, aunque su radio es similar al de la Tierra. Futuras observaciones de ese planeta, que se realizar\u00e1n con una nueva generaci\u00f3n de telescopios m\u00e1s potentes, pueden confirmar o refutar este pron\u00f3stico. \u201cPor ahora, la incertidumbre referente a las medidas es grande a\u00fan\u201d, dice Unterborn.<\/p>\n

Tal como muestra el trabajo de Souto, Cunha y sus colaboradores, el modelo de Unterborn y Panero tambi\u00e9n puede emplearse para estimar la composici\u00f3n de exoplanetas en otros tipos de estrellas, no solamente en las enanas amarillas como el Sol. De todas ellas, las m\u00e1s importantes son las enanas rojas, que representan el 70% de las estrellas de la V\u00eda L\u00e1ctea, mientras que las enanas amarillas suman entre el 7% y el 8% de las estrellas de la galaxia. Por ser peque\u00f1as, con menos de la mitad del tama\u00f1o del Sol, las enanas rojas facilitan la detecci\u00f3n de los exoplanetas que pasan delante de ellas. Como esas estrellas son menores, los planetas, al atravesarse en su camino, provocan una reducci\u00f3n mayor y m\u00e1s f\u00e1cilmente detectable de la luz que llega a la Tierra.<\/p>\n

Este a\u00f1o, astr\u00f3nomos que trabajan con los telescopios espaciales Spitzer y Hubble, de la Nasa, y el telescopio terrestre Trappist, del Observatorio Europeo Austral, descubrieron una cantidad r\u00e9cord de siete exoplanetas alrededor de una enana roja llamada Trappist-1. Estos planetas tienen una masa y un tama\u00f1o similares a los de la Tierra, y tres de ellos se encuentran en la zona habitable de la estrella. \u201cTrappist-1 est\u00e1 en el hemisferio Sur y s\u00f3lo lograremos observarla cuando el instrumento Apogee-2 se encuentre instalado en el Observatorio Las Campanas, en Chile\u201d, comenta Souto. \u201cFormulamos una solicitud para observarla antes de noviembre y esperamos tener alg\u00fan resultado sobre su composici\u00f3n qu\u00edmica antes de fin de a\u00f1o.\u201d<\/p>\n

Art\u00edculo cient\u00edfico<\/em>
\nSOUTO, D. et al.<\/em> Chemical abundances of M-dwarfs from the Apogee survey. I. The exoplanet hosting stars Kepler-138 and Kepler-186<\/a>. The Astrophysical Journal<\/strong>, v. 835 (2). 1\u00ba feb. 2017.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Exoplanetas rocosos: cortezas demasiado r\u00edgidas para ser habitables","protected":false},"author":14,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_exactmetrics_skip_tracking":false,"_exactmetrics_sitenote_active":false,"_exactmetrics_sitenote_note":"","_exactmetrics_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[181],"tags":[274,280],"coauthors":[103],"class_list":["post-255765","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-ciencia-es","tag-astronomia-es","tag-bioquimica-es"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/255765","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/14"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=255765"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/255765\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=255765"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=255765"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=255765"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=255765"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}