El rompecabezas de la vida: la ubicación de la tierra en un planeta puede afectar su habitabilidad


Los nuevos modelos climáticos han descubierto que la cantidad y la ubicación de la tierra en la superficie de un planeta pueden afectar significativamente su habitabilidad. Los astrónomos han identificado diferencias sustanciales en la temperatura de la superficie, el hielo marino y el vapor de agua en la superficie de un planeta para diferentes configuraciones terrestres. El trabajo será presentado el lunes 11 de julio en el Encuentro Nacional de Astronomía (NAM 2022) por Evelyn Macdonald, estudiante de posgrado de la Universidad de Toronto, Canadá.

Impresión artística de un hipotético planeta oceánico con una atmósfera terrestre y dos satélites. Crédito: Wikipedia/Lucianoméndez. Atribución (CC BY 4.0)

Muchos planetas están bloqueados por mareas con sus estrellas, de modo que un lado del planeta siempre mira hacia afuera (al igual que el lado oscuro de la Luna siempre mira hacia afuera de la Tierra). Esto crea lados diurnos y nocturnos permanentes del planeta donde toda la energía recibida de la estrella se concentra en el lado diurno. Para que un planeta pueda albergar vida, el clima debe estar algo regulado en la superficie: la atmósfera y los océanos necesitan redistribuir parte de la energía recibida de la estrella hacia el lado nocturno del planeta.

Un equipo de investigadores de la Universidad de Toronto ha aplicado un modelo climático tridimensional (ExoPlaSim) para simular planetas similares a la Tierra con dos configuraciones distintas del lado del día. La primera configuración es un continente circular en medio del lado diurno rodeado de océano. La segunda configuración es la opuesta: un océano circular en medio del lado diurno con tierra en todas partes. Para ambos casos, se varió el tamaño del círculo para demostrar cómo el clima del planeta depende de la fracción de tierra para cada una de estas configuraciones de continentes.

Entre otras cosas, la habitabilidad de un planeta depende de la temperatura de su superficie y de la cantidad de humedad en su atmósfera. El estudio modela la precipitación neta, la fracción de nubes y la temperatura de la superficie en el lado diurno del planeta para diferentes configuraciones terrestres.

Mapas diurnos de variables climáticas para planetas centrados en la tierra. Las etiquetas de las filas (izquierda) muestran las distintas fracciones de tierra del lado diurno. Las columnas (de izquierda a derecha) muestran el mapa terrestre, la precipitación neta (precipitación en azul y evaporación en rojo), la cobertura de nubes y la temperatura de la superficie. Aquí, los planetas con continentes más grandes tienen menos lluvia y cobertura de nubes, y sus lados diurnos son cálidos y secos. Crédito: Adaptado de Macdonald et al. (2022)

Los resultados, que aparecen en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, muestran que tanto la cantidad de tierra como su configuración pueden tener un gran efecto en las condiciones de la superficie del planeta. Para modelos con fracciones de tierra del lado diurno similares pero configuraciones opuestas, la temperatura promedio de la superficie puede cambiar hasta ~20°C. Los resultados indican que la cantidad de vapor de agua en la atmósfera del planeta depende en gran medida del área del océano libre de hielo en su superficie. Los planetas con grandes fracciones de tierra tienen lados diurnos más cálidos y secos con nubes y precipitaciones en su mayoría confinadas a pequeñas áreas centrales.

Macdonald dice: «Descubrir si existe vida en otras partes del universo es un desafío clave para la astronomía y la ciencia en su conjunto. Nuestro trabajo demuestra que la distribución de la tierra en un planeta similar a la Tierra tiene un gran impacto en su clima y debería ayudar astrónomos que observan planetas con instrumentos como el Telescopio Espacial James Webb para interpretar mejor lo que ven».

Con información de Phy

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