Planetas de bolas de niev

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Hoy, la Tierra está ubicada cómodamente dentro del borde interior de la zona habitable de nuestra Estrella , donde las condiciones son favorables para el surgimiento y la evolución de la vida tal como la conocemos. Sin embargo, no siempre ha sido el caso. De hecho, algunos astrónomos proclaman que en los primeros días de nuestro Sistema Solar, nuestro planeta era una “bola de nieve” intensa. De acuerdo con el modelo Snowball Earth , la superficie de nuestro planeta estaba completamente congelada, o casi en su totalidad, al menos una vez, en algún momento anterior a hace 650 millones de años. En mayo de 2018, un equipo de científicos planetarios anunció sus nuevos hallazgos de que la Tierra antigua probablemente no era la única “bola de nieve” gigante que habitaba el Cosmos. Esto se debe a que los aspectos de la inclinación y la dinámica orbital de un planeta similar a la Tierra pueden tener un impacto muy destructivo en su potencial habitabilidad, incluso desencadenando eras abruptas de “bolas de nieve” donde los océanos se congelan y la vida en la superficie es imposible.

Según una nueva investigación realizada por astrónomos en la Universidad de Washington, Seattle, simplemente ubicar un planeta en la zona habitable de su estrella madre no es suficiente para diseñarlo como un mundo potencialmente amigable para la vida. La zona habitable que rodea a una estrella, como nuestro propio Sol, es la región del espacio “Ricitos de oro” donde las temperaturas no son demasiado altas, ni demasiado frías, sino simplemente adecuadas para fomentar el surgimiento de la vida.

En nuestro propio Sistema Solar, el planeta Venus es un buen ejemplo. Venus ha sido tradicionalmente designado como el “gemelo” de la Tierra, pero si Venus es el gemelo de nuestro planeta, es un malvado. Aunque Venus se encuentra dentro de esa franja de espacio interplanetario considerada como la zona habitable que rodea a nuestro Sol, es una bola del infierno del tamaño de la Tierra. Venus, aunque es casi del mismo tamaño que nuestro propio planeta cómodo, así como su vecino cercano en el espacio interplanetario, es víctima de un efecto invernadero desbocado. Venus es mucho más caliente de lo que debería, de hecho, tiene la superficie más caliente de cualquier planeta en la familia de nuestro Sol. Es incluso más caliente que el planeta principal más interior, Mercurio, que está situado mucho más cerca de nuestra Estrella. Este horroroso calor hace que las rocas en la superficie de Venus brillen con un extraño tono rojo, similar al de las bobinas de la tostadora. Además, la pesada atmósfera que cubre a Venus hace que la presión sobre su superficie sea tan extrema y despiadada que cualquier desafortunada forma de vida allí sea aplastada de inmediato.

Por supuesto, el frío extremo puede ser tan destructivo como el calor extremo. La Tierra experimentó varios períodos de bola de nieve proterozoica (glaciación) en su historia temprana.

Fuego y hielo

Nuestro Sistema Solar surgió de una variedad de fragmentos que quedaron de los núcleos de fusión nuclear muertos hace mucho tiempo de generaciones anteriores de estrellas antiguas. Nuestra estrella, el Sol nació dentro de una mancha específicamente densa incrustada dentro de una nube molecular gigante, fría y oscura . Estas hermosas nubes fantasmales flotan alrededor de nuestra Vía Láctea en gran número, y sirven como las cunas extrañas de las estrellas recién nacidas (protoestrellas). Aunque parezca contrario a la intuición, las cosas deben enfriarse mucho para que nazca una protoestrella. En las profundidades secretas de estas nubes arremolinadas, compuestas de gas y polvo, hilos delgados y frágiles de material se unen y se agrupan lentamente, creciendo durante cientos de miles de años. En última instancia, aplastados implacablemente por el intenso apretón de la gravedad, los átomos de hidrógeno que existen dentro de esta mancha densa se fusionan rápida, dramáticamente y de repente. Esto enciende las llamas estelares de la protoestrella, que estallarán brillantemente, arrojando luz estelar al Universo mientras viva la nueva estrella bebé.

Las estrellas de nuestra Galaxia, incluido nuestro propio Sol, nacieron de esta manera, como resultado final del colapso gravitatorio de una mancha particularmente densa incrustada en los pliegues ondulantes de una nube gigante, fría y oscura.

Hoy, nuestro Sol es una estrella de mediana edad ( secuencia de combustión de hidrógeno) en el Diagrama de Hertzsprung-Russell de la Evolución Estelar. Como van las estrellas, es bastante ordinario. Nació hace unos 4.560 millones de años, como un miembro recién nacido brillante de un denso cúmulo de estrellas abiertas, junto con miles de otras estrellas hermanas brillantes. Muchos astrónomos aseguran que nuestro Sol fue expulsado sin ceremonias de su grupo natal, o que simplemente se alejó pacíficamente de sus hermanos estelares hace unos 4.500 millones de años, cuando era un mero joven. Los hermanos solares perdidos hace tiempo se han alejado a áreas más remotas de nuestra Vía Láctea. Al igual que otros cúmulos estelares abiertos, el cúmulo natal de nuestro Sol se desintegró con el paso del tiempo.

Las estrellas, como las personas, no viven para siempre. En otros 5 mil millones de años, más o menos, nuestra luz solar se apagará. Una estrella de la masa de nuestro Sol “vive” por aproximadamente 10 mil millones de años. A medida que nuestro sol perece, primero evolucionará en una gigantesca estrella gigante roja , antes de que finalmente se convierta en una forma de cadáver estelar muy denso llamado enano blanco . Una enana blanca es el núcleo de reliquia de una estrella progenitora que una vez fue “viva”, y estos objetos muy densos están rodeados por una hermosa y multicolor cubierta resplandeciente compuesta por gases que una vez fueron parte de las capas externas de gas de la estrella progenitora. De hecho, estos objetos, llamados nebulosas planetarias, son tan hermosos que a menudo se los denomina “mariposas” del Universo.

A medida que nuestro sol evoluciona hacia un gigante rojo hinchado, incinera a algunos de sus descendientes planetarios: primero Mercurio, luego Venus, y luego posiblemente la Tierra. A medida que nuestro Sol rojo moribundo y moribundo se expande a proporciones monstruosas, la zona habitable que lo rodea se moverá hacia afuera. Al final, nuestro Sol hinchado se habrá hinchado hasta el punto de que convertirá a los habitantes congelados del Cinturón de Kuiper en paraísos tropicales. El Cinturón de Kuiper es actualmente el hogar de una multitud de núcleos de cometas congelados y planetas enanos helados, como Plutón y su gran luna Caronte, y rodea nuestro Sol más allá de la órbita del planeta principal más exterior, Neptuno.

Aquellos astrónomos que argumentan que nuestra tierra fue una vez una gigantesca “bola de nieve” argumentan que este modelo explica mejor la existencia de ciertos depósitos sedimentarios, que generalmente se consideran de origen glacial, en qué eran las paleolatitudes, así como algunas otras características inexplicables que Existen en el registro geológico de la tierra. Sin embargo, los científicos que no están a favor de la hipótesis de Snowball Earth piensan que las implicaciones de la evidencia geológica para la glaciación global y la probabilidad geofísica de un hielo o un océano antiguo cubierto de nieve no son muy convincentes. Los oponentes del modelo Tierra de bola de nieve enfatizan la dificultad que enfrentaría un planeta cuando intenta escapar de este estado totalmente congelado. Quedan por resolver varios misterios, incluso si la Tierra era completamente una “bola de nieve” gigante, o si en cambio era una gran bola de aguanieve, luciendo una delgada banda ecuatorial de aguas abiertas.

Se cree que las eras de la Bola de Nieve-Tierra ocurrieron antes de la rápida propagación de formas de vida multicelulares en nuestro planeta, lo que se denomina explosión cámbrica. La era más reciente de la bola de nieve puede haber desencadenado la evolución de las bioformas multicelulares, pero otra era mucho más antigua y más larga de la bola de nieve , llamada glaciación de Huronia ( que habría ocurrido entre los 2300 y los 2100 millones de años) pudo haber sido rechazada desde el principio Aparición de oxígeno en la atmósfera de nuestro antiguo planeta. Esto se conoce como el gran evento de oxigenación.

Bolas de nieve en el espacio

El Dr. Russell Deitrick, un investigador postdoctoral de la Universidad de Berna en Suiza, explicó en un comunicado de prensa de la Universidad de Washington del 14 de mayo de 2018 que él y su equipo se habían propuesto aprender, usando modelos de supercomputadoras, cómo dos características: una La oblicuidad del planeta o su excentricidad orbital puede desempeñar un papel en su potencial para el surgimiento de la vida. Los astrónomos limitaron su investigación a los planetas que orbitan dentro de las zonas habitables de las estrellas enanas G , que son como nuestro Sol. El Dr. Deitrick, quien realizó su trabajo en la Universidad de Washington, es el autor principal de un artículo que describe este nuevo estudio que se publicará en Astronomical Journal . Los coautores del Dr. Deitrick, todos de la Universidad de Washington, son profesores de ciencias atmosféricas, la Dra. Cecillia Bitz, profesoras de astronomía, el Dr. Rory Barnes, la Dra. Victoria Meadows y el Dr. Thomas Quinn, y el doctor doctor David Fleming, con ayuda adicional de los estudiantes universitarios. La investigadora Caitlyn Wilhelm.

La oblicuidad de un planeta se refiere a su inclinación relativa al eje orbital, que es lo que determina las estaciones del planeta. La excentricidad orbital se refiere a la forma y a la forma circular y elíptica (fuera de ronda u óvalo) de la órbita del planeta. Con las órbitas elípticas, la distancia a la estrella-padre se altera a medida que el planeta se acerca y se aleja de su padre estelar.

Nuestra propia Tierra es el único planeta que se conoce realmente, al menos en la actualidad, para albergar la vida con éxito, ya que orbita nuestra Estrella con una inclinación axial de aproximadamente 23.5 grados, que se altera muy poco a lo largo de los milenios. Sin embargo, el Dr. Deitrick y su equipo hicieron la pregunta importante en su nuevo modelo: ¿Qué pasaría si esas pequeñas alteraciones fueran mayores para un planeta similar a la Tierra en órbita alrededor de una estrella similar a nuestro propio Sol?

Los estudios de investigación anteriores sugirieron que una mayor inclinación axial, o una órbita de inclinación, para un planeta que gira alrededor de la zona habitable de una estrella similar al Sol (que también orbita a su estrella matriz a la misma distancia que la Tierra que nuestro Sol) haría que el mundo sea más cálido. Por esta razón, el Dr. Deitrick y sus colegas se sorprendieron cuando descubrieron, a través de su modelado de supercomputadora, que en realidad parecía ser lo contrario.

“Encontramos que los planetas en la zona habitable podrían entrar abruptamente en estados de” bola de nieve “si la excentricidad o las variaciones del eje semi mayor (cambios en la distancia entre un planeta y una estrella sobre una órbita) fueran grandes o si la oblicuidad del planeta aumentara más allá de 35 grados, “Dr. Deitrick explicó en un comunicado de prensa de la Universidad de Washington del 14 de mayo de 2018 .

La nueva investigación es importante porque ayuda a los astrónomos a resolver los escenarios en conflicto que se propusieron en el pasado. También hace uso de un método sofisticado de crecimiento y retirada de la capa de hielo en el modelado planetario. Esto proporciona una mejora significativa con respecto a algunos estudios anteriores, comentó el Dr. Rory Barnes, coautor del mismo comunicado de prensa de la Universidad de Washington.

“Mientras que las investigaciones anteriores descubrieron que las variaciones de oblicuidad alta y alta tienden a calentar los planetas, con este nuevo enfoque, el equipo encuentra que las variaciones de oblicuidad más grandes son más propensas a congelar la superficie planetaria. Temperaturas”, dijo el Dr. Barnes continuó explicando.

El Dr. Barnes agregó que el Dr. Deitrick “esencialmente ha demostrado que las edades de hielo en exoplanetas pueden ser mucho más diferentes que en la Tierra, que la dinámica orbital puede ser un importante impulsor de habitabilidad y que la zona habitable es insuficiente para caracterizar la habitabilidad de un planeta”. Continuó señalando que la nueva investigación también recomienda “que la Tierra puede ser un planeta confiable y calmado, en cuanto al clima”.

Esta nueva forma de modelado también puede cumplir la valiosa función de ayudar a los astrónomos a decidir qué planetas, ese círculo de estrellas más allá de nuestro Sol, son los mejores objetivos para la observación, dignos de aprovechar el valioso tiempo del telescopio. “Si tenemos un planeta que parece que podría parecerse a la Tierra, por ejemplo, pero el modelado muestra que su órbita y oblicuidad oscilan como locas, otro planeta podría ser mejor para el seguimiento” con futuros telescopios, explicó el Dr. Deitrick en Comunicado de prensa de la Universidad de Washington del 14 de mayo de 2018 .

El Dr. Deitrick agregó que el principal valor de la investigación es que “no debemos descuidar la dinámica orbital en los estudios de habitabilidad”.

Otros coautores del estudio son el Dr. Benjamin Charnay ( LESIA Observatoire de Paris) y el Dr. John Armstrong (Weber State University).

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