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Científicos japoneses han desarrollado un nuevo modelo de formación de planetas y, con ello, han predicho las cantidades de agua de mar que tendrían los mundos que orbitan estrellas de tipo M.
Como resultado, su estimación muestra que varios por ciento de los planetas con radios similares a los de la Tierra e insolación que orbitan estrellas de tipo M (enanas rojas, más frías que el Sol y estrella más común en nuestro vecindario estelar) tienen cantidades moderadas de agua de mar.
Esto sugiere que es probable el descubrimiento de planetas con climas templados en la próxima década, informa la Universidad de Tokio. Los resultados de la investigación se publicaron en Nature Astronomy.
Una insolación moderada y una cantidad adecuada de agua de mar son necesarias para que un planeta mantenga un clima templado. Los modelos previos de formación de planetas, sin embargo, predicen que la tasa de ocurrencia de planetas que satisfacen tales condiciones alrededor de estrellas de tipo M es pequeña.
Las nuevas simulaciones realizadas por Tadahiro Kimura, estudiante de doctorado de la Universidad de Tokio y el profesor Masahiro Ikoma de la División de Ciencias de la NAOJ, se han centrado en la formación de una atmósfera rica en hidrógeno a partir del disco protoplanetario y la producción de agua a través de la reacción entre la atmósfera y el océano de magma.
Desde la primera detección en 1995, se han detectado más de 5.000 planetas que orbitan estrellas distintas al sol (exoplanetas). La detección de una cantidad tan grande de exoplanetas ha demostrado que los sistemas planetarios existen comúnmente en el universo. Por otro lado, también ha quedado claro que los exoplanetas son diversos en cuanto a tamaño, composición, distancia a la estrella central e insolación.
Entre los planetas detectados hasta ahora, hay muchos planetas del tamaño de la Tierra. Si alguno de ellos tiene un clima templado como el de la Tierra es un tema de gran interés. El agua es necesaria para la vida en la Tierra, pero el agua también juega un papel importante en el clima. Se sabe que el mantenimiento de climas templados requiere una cantidad moderada de radiación estelar así como un océano con una cantidad moderada de agua.
La Tierra actual es capaz de mantener un clima cálido debido al funcionamiento del ciclo del carbono con la tectónica de placas y la meteorización continental; si la cantidad de agua oceánica fuera varias docenas de veces mayor que en la Tierra, el ciclo del carbono estaría restringido, lo que daría como resultado un clima extremadamente cálido o frío.
Una idea generalizada es que los océanos de la Tierra actual fueron generados por cuerpos rocosos o helados que contenían agua. Estudios previos que aplicaron esta idea a exoplanetas alrededor de estrellas de tipo M condujeron a la predicción de que los planetas con un contenido de agua moderado son raros, lo que sugiere que aunque las estrellas de tipo M son el objetivo principal de futuras búsquedas de planetas habitables, es muy poco probable que se encuentren planetas habitables.
Por otro lado, la producción de agua en una atmósfera acumulativa fue propuesta como un proceso alternativo de adquisición de agua en investigaciones previas del profesor Ikoma y su colega. Generalmente, a medida que un planeta crece en un disco protoplanetario, adquiere gas gravitacionalmente del disco y forma una atmósfera compuesta principalmente de hidrógeno.
Además, se cree que la superficie rocosa del planeta en crecimiento está fundida debido al calor de los impactos celestes; es decir, el planeta está cubierto por un océano de magma. En este momento, una reacción química entre el hidrógeno atmosférico y los óxidos en el océano de magma conduce a la producción de agua. Teniendo en cuenta los efectos de tal reacción productora de agua, es posible formar un planeta más rico en agua que en los modelos teóricos convencionales.
La cantidad de roca hidratada adquirida por un planeta y la cantidad de agua obtenida de las reacciones que producen agua dependen en gran medida del proceso de formación del planeta.
En este estudio, Tadahiro Kimura y Masahiro Ikoma han desarrollado un nuevo modelo de síntesis de población planetaria para reestimar la frecuencia de planetas acuáticos en sistemas extrasolares alrededor de estrellas de tipo M.
El modelo sigue el crecimiento de masa y la evolución orbital de los planetas basándose en las últimas teorías de formación de planetas y puede calcular la cantidad de agua adquirida en el proceso. Además de la adquisición previamente considerada de rocas hidratadas, el modelo también incorpora recientemente el efecto de la producción de agua en la atmósfera primordial.
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