Sistemas estelares binarios habitables

Los exoplanetas que orbiten alrededor de parejas estelares de poca masa también podrían tener buenas posibilidades de albergar vida.

Los planetas que orbitan alrededor de sistemas estelares binarios tienen que soportar las tensiones de más de una estrella. Pero una nueva investigación revela que las binarias cercanas podrían ser tan buenas como las estrellas solitarias cuando se trata de albergar planetas habitables. Las gemelas de poca masa podrían ser las mejores porque sus energías combinadas extienden la región habitable más lejos de la que podría existir alrededor de una estrella única.

Después de modelar una variedad de sistemas binarios, dos astrónomos han determinado que las estrellas que posean un 80% de la masa del Sol, si se encuentran lo suficientemente cerca, podrían permitir condiciones que serían ideales para la existencia de planetas habitables.

“Potencialmente, la vida podría ser más común en los sistemas binarios que en los sistemas unitarios”, declaró a Astrobiology Magazine Joni Clark, un estudiante doctoral de la Universidad Estatal de Nuevo México. Clark trabajó con el astrofísico Paul Mason de la Universidad de Texas El Paso.

Extendiendo las fronteras

Las estrellas de poca masa son dos o tres veces más comunes que las que son como nuestro sol. Su enorme número ofrece más probabilidades de albergar planetas, pero su menor tamaño significa también que presentan más radiación ultravioleta al principio de la vida de la estrella y vientos solares peligrosos en la zona habitable, ambas cosas muy importantes cuando se trata de mantener un nicho para la existencia de vida.

Los planetas deben estar extremadamente cerca de las estrellas solitarias para cosechar los beneficios, una posición que representa un gran número de desafíos. Los planetas de este tipo son más propensos a estar anclados por marea, es decir con una cara siempre mirando a su sol, y a recibir el impacto de cualquier actividad estelar.

Representación artística de Kepler-16b, el primer planeta conocido que orbita ambas estrellas de un sistema binario.

© NASA/JPL-Caltech/T. Pyle

Pero cuando dos estrellas de este tipo forman un par cercano, sus energías combinadas extienden la región habitable y la hace más grande, minimizando algunas de las amenazas que enfrentan los planetas que las orbitan.

“Tenemos mucho más espacio para que puedan ocuparlo los planetas”, dijo Clark.

Sin embargo no servirá cualquier sistema binario. Las zonas habitables obtienen los mejores efectos cuando las estrellas de poca masa están muy cerca, orbitando una alrededor de la otra cada diez días o menos. Las radiaciones de todos los tipos que provengan de estas estrellas tan unidas serían más consistentes, y los planetas que las orbiten podrían ser más parecidos a un planeta que girara alrededor de una estrella única.

Pero cuando las estrellas están alejadas entre sí, la órbita de los planetas sería probablemente más inestable ya que estaría sometido al tirón gravitatorio más fuerte primero de una estrella y después de la otra. Además, con las estrellas más alejadas entre sí, los planetas que las orbitaran experimentarían cambios significativos de temperatura. Y con una separación lo suficientemente grande los planetas girarían alrededor de una única estrella, con la posibilidad de penetrar ocasionalmente la zona peligrosa de la otra.

“Hay muchas regiones alrededor de un sistema estelar binario donde simplemente no es posible una órbita estable”, dijo Stephen Kane, del Instituto de Tecnología de California (Caltech), quien estudia las zonas habitables de planetas que orbitan estrellas binarias, aunque no estuvo involucrado en la investigación de Clark y Mason.

El sistema binario Kepler-47 contiene al menos un planeta en su zona habitable. Las dos estrellas tienen masas diferentes, sin embargo, y por lo tanto la habitabilidad de tales planetas está limitada por la vida más corta de la estrella más grande y más masiva.

© NASA/JPL-Caltech/T. Pyle

Las condiciones de vida en los planetas variaría según su cubierta de nubes, lo que podría ayudar tanto el aislamiento del planeta como un refugio para la radiación ultravioleta. Una cubierta de nubes de este tipo podría ayudar a proteger al planeta de los cambios que podría enfrentar al orbitar primero alrededor de una estrella y luego de la otra.

“La forma en que varíe la temperatura en la superficie del planeta dependerá de las propiedades de la atmósfera y de su capacidad para absorber este flujo y la variación de la temperatura”, agregó Kane.

Clark y Mason simularon un número de sistemas binarios cercanos, calculando las temperaturas y la radiación que podrían existir para los planetas a lo largo de la vida de la estrella. Presentaron sus resultados ante el encuentro de la Sociedad Astronómica Americana en enero.

Luego de tener en cuenta la cubierta de nubes y el flujo proveniente de las estrellas, determinaron que las situaciones más estables provendrían de gemelas binarias, es decir de estrellas con aproximadamente la misma masa. De estas últimas, un par de estrellas que tengan un 80% de la masa del Sol darían justo en el centro de la diana, según Clark, aunque también una variedad de gemelas y de otras combinaciones especiales funcionaría igualmente bien.

La distancia de la zona habitable desde la estrella depende inicialmente de la masa de la estrella.

© ESO

Para el caso de las estrellas gemelas, “como tendrían masas similares y estarían muy cercanas, es muy probable que nacieran quizás al mismo tiempo”, dijo Clark.

Las estrellas de este tipo tendrían lapsos vitales similares, consumiéndose en aproximadamente el mismo marco temporal, pero con una zona habitable un 40% más extensa que sus contrapartes unitarias. En el caso de las estrellas con masas más pequeñas, tales períodos superarían largamente la extensión vital del Sol, durando tanto como veinte mil millones de años.

“Otros grupos han mostrado recientemente que los planetas cercanos a estrellas de cualquier tipo sufren la pérdida de agua, como Venus, y erosión atmosférica, principalmente temprano en la vida de la estrella. Estos efectos pueden ocurrir incluso para los planetas con protección de campo magnético”, dijo Mason. “La belleza de las binarias cercanas es que sus zonas habitables se encuentran localizadas más lejos”.

Kepler-47 ofrece un sistema diferente con propiedades fascinantes. En lugar de gemelas, el famoso sistema “Tatooine” contiene una estrella tan masiva como nuestro Sol, y otra con apenas un tercio de su tamaño. Un único planeta orbita en la zona habitable, aunque es demasiado masivo como para ser considerado un buen candidato para la vida.

El sistema binario HIC 59206. Las fusiones entre estrellas, el destino final de alrededor del 20~30% de las estrellas tipo O, son acontecimientos violentos. Pero incluso el escenario comparativamente más amable de las estrellas vampiro, que cubre un 40~50% más de los casos, tiene un efecto profundo sobre la evolución de esas estrellas.

© ESO

Al final, la estrella más grande sufrirá el mismo destino que nuestro Sol, hinchándose hasta llegar a ser una gigante roja y cambiando la supervivencia de los planetas que orbiten a la pareja. La estrella más pequeña continuaría su vida, escaso confort para los planetas que verían desplazarse a sus regiones habitables. A pesar de eso, a lo largo del período vital de la estrella mayor, la más pequeña proporcionaría más luz y calor que podrían ser un bono extra para la vida potencial.

Como las estrellas de poca masa son tan abundantes, y en razón de que la mayoría de las estrellas de la galaxia se localizan en pares binarios, las probabilidades de encontrar binarias cercanas de poca masa son altas, según Clark y Mason. Aunque advierten que no han calculado los números exactos, Mason dice que los sistemas de ese tipo no serían “de ninguna manera poco comunes”, estimando incluso que tales parejas serían tan numerosas como las estrellas solitarias tipo Sol.

“Puedo imaginar que una binaria de 0,8 masas solares, con una separación de menos de una décima de unidad astronómica (la distancia de la Tierra al Sol) tendría muchas posibilidades de órbitas estables dentro de la zona habitable”, finalizó Kane.

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Artículo original: “Habitable Binary Star Systems”
Fecha: febrero 4, 2013
Enlace con el artículo original: aquí
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