Ubicado en el corazón del Centro de Simulación Climática de la NASA (NCCS), parte del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA.descubrimiento de la supercomputadora, un clúster de 129 000 núcleos de procesadores basados en Linux.Capaz de realizar 6,8 petaflops por segundo, esta supercomputadora tiene la tarea de ejecutar modelos climáticos sofisticados para predecir cómo será el clima de la Tierra en el futuro.
Pero el NCCS también está comenzando a utilizar parte del poder de la supercomputación de Discover para predecir cómo será el estado en más de 4000 planetas descubiertos más allá de nuestro sistema solar.Estas simulaciones no sólo mostraron queMuchos de estos planetas son habitables., son una prueba más de que nuestra noción de “habitabilidad” puede ser reconsiderada.
A pesar de los numerosos descubrimientos de exoplanetas durante la última década, los científicos todavía tienen que confiar en los modelos climáticos para determinar qué es “potencialmente habitable”.Actualmente, la exploración de estos planetas por naves espaciales es completamente impracticable debido a las distancias involucradas.
Como se mencionó en el artículo anterior, aproximadamente19.000 y 81.000 añosAlcanza el sistema estelar más cercano (Alpha Centauri) usando tu tecnología actual.Y la observación directa de exoplanetas solo es posible en casos excepcionales utilizando los telescopios actuales. Por lo general, estos telescopios incluyen planetas gigantes que orbitan estrellas a grandes distancias.Este planeta no es un candidato habitable ya que tiende a ser un gigante gaseoso.
En cualquier caso, los astrónomos han descubierto que todos los planetas observados más allá de nuestro sistema solar son de naturaleza muy ecléctica.En la mayoría de los casos,4108 exoplanetasLo que se ha identificado hasta ahora es un gigante gaseoso como Neptuno (1375), un gigante gaseoso como Júpiter (1293) o una supertierra (1273).Solo 161 exoplanetas eran de naturaleza terrestre (también conocidos como rocosos o “terrestres”), todos encontrados alrededor de estrellas de tipo M (enanas rojas).
me gustaElisa Quintana– El astrofísico Goddard de la NASA, quien dirigió el equipo que descubrió el primer planeta del tamaño de la Tierra, Kepler-186f, en la zona habitable (HZ) en 2014, explicó:
“Durante mucho tiempo, los científicos realmente se enfocaron en encontrar sistemas como el Sol y la Tierra.Eso es todo lo que sabemos.Pero hemos descubierto que el planeta tiene toda esta loca diversidad.Encontramos un planeta tan pequeño como la luna.Encontramos un planeta gigante.Y encontramos algunas estrellas pequeñas en órbita, estrellas gigantes y estrellas múltiples”.
El descubrimiento de un planeta terrestre que orbitaba dentro de la HZ de una enana roja fue inicialmente una fuente de gran entusiasmo.Estas estrellas no solo son las más comunes en nuestro universo (constituyen el 85% de las estrellas en la Vía Láctea), sino que se han encontrado varias estrellas orbitando estrellas cercanas a nuestro sistema solar.
Esto incluye tres planetas que orbitan dentro de HZ.trapense-1(39,46 años luz de distancia)Próxima b, el exoplaneta más cercano a la Tierra (4,24 años luz de distancia).Desafortunadamente, se han realizado numerosos estudios en los últimos años que sugieren que estos planetas tendrán dificultades para mantener una atmósfera viable a lo largo del tiempo.
En pocas palabras, el hecho de que sean más pequeñas y frías significa que las enanas rojas tienen un HZ mucho más cercano a su superficie.Esto significa que es probable que cualquier planeta que orbite alrededor de la HZ de una enana roja esté bloqueado por las mareas. Es decir, un lado mira hacia la estrella y mira hacia el lado que recibe todo el calor, la radiación y el viento solar de la estrella.
Que estos planetas sean habitables depende de muchos factores, como la presencia de una atmósfera densa, la magnetosfera y la abundancia de sustancias químicas adecuadas.En lugar de mirar directamente a los planetas y verificar que los componentes de la vida (también conocidos como firmas biológicas) existen, los científicos confían en los modelos climáticos para ayudar a encontrar exoplanetas “potencialmente habitables”.
De acuerdo aCarlos StafeldLa capacidad de modelar los climas de otros planetas es absolutamente esencial para el futuro de la exploración espacial, según el científico jefe de exoplanetas de la NASA con sede en el Laboratorio de Propulsión a Chorro.“El modelo hace predicciones concretas y comprobables de lo que necesitamos ver”, dijo.”Esto es fundamental para diseñar nuestros futuros telescopios y crear estrategias para nuestras observaciones”.
En pocas palabras, el modelado climático implica crear una simulación de cómo será el clima de la Tierra (u otro planeta) en función de condiciones específicas y/o cambios en el medio ambiente.Durante muchos años, este trabajo fue realizado por Anthony Del Genio, un científico climático planetario recientemente retirado del Instituto Goddard de Estudios Espaciales de la NASA.Durante su carrera, Del Genio realizó simulaciones climáticas que involucraban a la Tierra y otros planetas (incluido Próxima b).
En resumen, Próxima b tiene aproximadamente el mismo tamaño que la Tierra y al menos 1,3 veces la masa.Gira alrededor de la estrella (Proxima Centauri) una vez cada 11,2 días terrestres a una distancia de 0,05 AU (5% de distancia entre la Tierra y el Sol).A esta distancia, el planeta está gravitacionalmente anclado a la estrella y un lado está constantemente expuesto a la intensa radiación de la estrella.Al mismo tiempo, el otro está expuesto a la oscuridad constante y a temperaturas bajo cero.
Sin embargo, el equipo de DelGenio simuló recientemente posibles climas en Proxima b para ver cuántos climas resultan en ambientes cálidos y húmedos que pueden albergar vida.Curiosamente,Estas simulacionesSe ha demostrado que planetas como Próxima b son habitables aunque uno de sus lados esté expuesto a altas dosis de radiación y esté sumergido por las mareas.
Para realizar estas simulaciones, el equipo de Del Genio usó la supercomputadora Discover para ejecutar su simulador de planeta desarrollado internamente.ROCKE-3D.Este simulador se basa en una versión del modelo climático de la Tierra desarrollado por primera vez en la década de 1970. Estos modelos se han actualizado para simular los climas de otros planetas, en parte en función de los tipos de órbitas que puedan tener y la composición de sus atmósferas.
Para cada simulación, el equipo de Del Genio cambió las condiciones en Proxima b para ver cómo afectaba el clima.Esto incluye ajustar los tipos y cantidades de gases de efecto invernadero en la atmósfera, la profundidad, el tamaño y la salinidad de los océanos y la proporción de tierra a agua.Esto les permitió ver el ciclo de las nubes y los océanos y cómo la radiación emitida por el sol del planeta interactúa con la atmósfera y la superficie de Próxima b.
Descubrieron que la capa de nubes virtual de Proxima b actúa como un escudo, refractando la radiación solar en su superficie y enfriando el lado de Proxima b que mira hacia el sol.Esto es consistente con la investigación realizada por científicos.Colaboración de entornos de exoplanetas comerciales(SEEC) NASA Goddard mostró cómo Proxima b podría formar nubes lo suficientemente grandes como para cubrir todo el cielo.
me gustaRavi Koparapu, el científico planetario Goddard de la NASA que modela el clima potencial de los exoplanetas explica:
“Si un planeta está bloqueado por la gravedad y gira lentamente alrededor de su eje,circulo de nubesSiempre apunta a una estrella y se forma frente a ella.Esto se debe a una fuerza conocida como efecto Coriolis que provoca convección en el lugar donde la estrella calienta su atmósfera.Nuestro modelo muestra que Proxima b puede verse así”.
Junto con la circulación oceánica, este círculo de nubes significa que el aire caliente y el agua pueden moverse hacia el lado oscuro de Próxima b, por lo que se produce la transferencia de calor y todo el planeta se vuelve más agradable.“Entonces, no solo evita que el lado nocturno de la atmósfera se congele, sino que también crea una parte en el lado nocturno que mantiene el agua en estado líquido en la superficie, a pesar de la luz invisible”, dijo Del Genio.
Además de hacer circular y retener el calor, la atmósfera y las corrientes oceánicas también sirven para distribuir los gases y elementos químicos necesarios para la vida tal como los conocemos: gas oxígeno, dióxido de carbono y metano. Es esencial para la vida en la Tierra o tiene que ver con procesos biológicos.
Sin embargo, “tal como lo conocemos” es la palabra clave aquí.Actualmente, la Tierra sigue siendo el único planeta habitable conocido, y la variedad de vida que sustenta es el único ejemplo con el que estamos familiarizados.Por lo tanto, la búsqueda de vida más allá de la Tierra actualmente se limita a encontrar las características biológicas requeridas (y conocidas) para la vida.Esto es lo que llamamos el “enfoque de la fruta al alcance de la mano”.
Además, la Tierra ha evolucionado considerablemente durante los últimos miles de millones de años, al igual que las formas de vida que la habitan.El gas oxígeno es esencial para la vida de los mamíferos en la actualidad, pero habría sido tóxico para las bacterias fotosintéticas que prosperaron en atmósferas compuestas principalmente de dióxido de carbono y gas nitrógeno que existían en la Tierra hace miles de millones de años.
Entonces, si bien este tipo de modelado no puede decir con certeza si un planeta está habitado, ciertamente puede ayudar a reducir la búsqueda al mostrar candidatos prometedores para el seguimiento.”Nuestro estudio no puede decir a los observadores si hay planetas habitables para la vida, pero podemos decir si los planetas son intermedios entre los buenos candidatos para una mayor exploración”, dijo Del Genio.
Esto será especialmente útil en el futuro, cuando la próxima generación de telescopios vaya al espacio.Éstos incluyen:Telescopio espacial James Webb, cuyo lanzamiento está previsto para 2021,telescopio espacial infrarrojo de campo amplio(WFIRST) está programado para su lanzamiento en 2023.telescopio extra grande(ELT), este equipo permite a los científicos observar planetas más pequeños directamente por primera vez.
el mismo forensesombra de estrellaTambién marcaría una gran diferencia al ahogar la luz de la estrella, oscureciendo la luz reflejada en la atmósfera del planeta.Estos y otros avances significan que los astrónomos también podrán estudiar las atmósferas rocosas de los exoplanetas, lo que eventualmente les permitirá decir con confianza qué planetas son “potencialmente habitables”.
Imagen animada de cómo se ve el clima de Próxima b, cortesía del equipo de Del Genio y el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA.
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