Después de la indebida filtración producida por el diario alemán Der Spiegel sobre un posible planeta en Proxima Centauri, no está de más hacer un repaso sobre cómo sería vivir en la “Zona Habitable” (si es que es habitable) de una estrella con fulguraciones como Proxima Centauri. No es un tema nada sencillo, y no se sabe con seguridad qué puede ocurrirle a un planeta que orbite en torno a una estrella activa magnéticamente.
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| Esta imagen fue desarrollada por la Universidad de Warwick para reflejar la habitabilidad de Kepler-438 b, planeta en la Zona Habitable de un estrella superfulgurante. (Fuente: Mark A. Garlick / Unmiv. Warwick) |
A cualquier planeta que tenga que navegar por la “Zona Habitable” de Proxima más le vale estar bien preparado porque es un mar de aguas turbulentas:
Fulguraciones. Las enanas rojas son estrellas con una convección muy intensa, que se traduce en la generación de un poderoso campo magnético cuya energía se libera a menudo en forma de fulguraciones en la superficie de la estrella. Estos estallidos alcanzan temperaturas muy elevadas, de muchos millones de grados, tanto que emiten rayos X. Las fulguraciones, cuando se producen, incrementan sustancialmente la luminosidad global de la estrella, sobre todo en rayos X y UV.
Rayos X. Proxima Centauri, en reposo, emite más o menos tantos rayos X como el Sol, a pesar de ser una estrella mucho más pequeña.
CMEs. En el Sol un fenómeno asociado con las fulguraciones son las Eyecciones de Masa Coronal (llamados CME, Coronal Mass Ejection en inglés) en las que una elevada cantidad de materia de la corona es expulsada, a menudo a velocidad elevada.
Aunque no es una regla exacta, las posibilidades de CMEs suelen aumentar cuando hay fulguraciones. Cuando los CMEs llegan a la Tierra se dice que hay una tormenta solar y a veces afectan a los equipos eléctricos y producen unas auroras boreales fenomenales. Observaciones recientes de la sonda MAVEN en Marte han mostrado que cada vez que pasa un CME por la atmósfera marciana tiene un impacto significativo en el escape atmosférico. Es decir, los CMEs pueden destruir la atmósfera de un planeta si ésta no tiene protección porque pueden deformar y comprimir la magnetosfera del planeta y erosionar su atmósfera.
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| Representación de un intenso CME de 2012. (Fuente: Solar Dynamics Observatory) |
Es verdad que se ha estimado que las Pérdidas de Masa Estelar de Proxima son como mucho un 20% de las del Sol, pero las partículas se aceleran en una corona más caliente, en un campo magnético más intenso y deberían terminar siendo más energéticas.
Y es que a pesar de que Proxima Centauri es una estrella mucho más fría y pequeña que el Sol, su corona está bastante más caliente. Y eso que Proxima no es una enana roja especialmente activa, comparada con otras estrellas similares, porque con los años las estrellas envejecen y moderan su rotación y su campo, y Proxima tiene ya cierta edad, acercándose a los 5.000 millones de años.
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| La actividad magnética de Proxima debería ser más acusada que la del Sol, a pesar de ser una estrella mucho más pequeña (Fuente: NASA) |
¿Podría un planeta en la llamada “Zona Habitable” ser realmente habitable en tales condiciones?
Por su parte, los planetas están protegidos de estos efectos de varias formas:
La distancia. La Tierra está muy lejos del Sol, a toda una UA, es decir, unos 150 millones de kilómetros. Un planeta en la Zona Habitable de Proxima estará a apenas 0.023–0.054 UA y eso es estar muy muy cerca. Mal asunto.
La propia atmósfera. El Ozono y el Oxígeno de la atmósfera protegen la superficie terrestre de los rayos X y de los rayos UV más intensos. En principio, mientras el campo magnético proteja a la atmósfera ésta podría frenar las fulguraciones, si tiene una composición similar a la de la Tierra.
Si atendemos a Antígona Segura (2010) las fulguraciones no afectan considerablemente a la habitabilidad porque sus efectos son frenados en las capas altas de la atmósfera. Otra cosa son los CMEs.
El campo magnético del planeta. Es esencial. Si es bastante intenso puede desviar las partículas cargadas como ocurre en la Tierra. En otro caso, si el planeta no tiene magnetosfera o ésta es muy débil, los CMEs barrerían la atmósfera del planeta, que quedaría desprotegido.
Pero un planeta en la Zona Habitable de Proxima ve reducido el periodo de rotación a menudo produciéndose bloqueos por efecto de marea (como le ocurre a la Luna con la Tierra, que siempre presenta la misma cara) y esto no es bueno para la dinámo interna del planeta que puede debilitarse. Mal asunto, nuevamente.
El periodo de rotación para los planetas bloqueados en Proxima puede andar en torno al periodo de traslación en la Zona Habitable (4 – 14 días). No hay total acuerdo entre los científicos sobre si el campo magnético del planeta puede sobrevivir cerca de una estrella con fulguraciones y viento solar. Quizá en algunos casos un planeta en estas condiciones pueda retener su magnetosfera.
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| En este gráfico del Flujo de Proxima es posible ver (rayas verticales, Flares) que la luminosidad se dispara de vez en cuando. (Fuente: Equipo Pale Red Dot) |
Resumiendo, las posibilidades de habitabilidad de un planeta en la “Zona Habitable” de Proxima dependerán en gran medida de la capacidad del planeta para retener una potente magnetosfera:
La Masa y el Tamaño. Tener una buena magnetosfera en este caso es el elemento crucial, es el aspecto esencial y necesario. Es por ello que interesa que sea un planeta algo más grande que la Tierra porque los planetas grandes suelen llevar asociadas magnetosferas potentes. La densidad (si es posible medirla) sería buena noticia que fuera elevada, porque es un indicio de un núcleo metálico masivo, necesario para crear una buen campo magnético.
La Ubicación en la Zona Habitable. Conviene quizá orbitar por la parte más externa de la Zona Habitable, la más alejada de la estrella y menos expuesta a los CMEs. Es posible que en aquellas zonas el efecto de marea producido por el influjo gravitatorio de la estrella no sea tan intenso y la rotación del planeta pueda residir en algún tipo de resonancia favorable.
También la inclinación es relevante. A nadie se le escapa que un planeta cuya órbita no esté alineada con el plano ecuatorial de la estrella (o mejor dicho el plano que define su campo magnético), podría recibir muchas menos partículas cargadas y estaría más protegido.
A continuación unos expectaculares CMEs (Eyecciones de Masa Coronal):
2000. Análisis de Proxima Centauri con el HST muestra que la pérdida de masa por la estrella es inferior al 20% de la del Sol. Sin embargo esta masa es alterada por una corona mucho más caliente.
2002. Estudio de Proxima con el telescopio de rayos X XMM, observando las fulguraciones.
2010. Zendejas y Segura nos muestran que un planeta que orbite en la Zona Habitable de una enana roja sin la protección de magnetosfera puede perder su atmósfera fácilmente por efecto del viento solar.
2010. Antígona Segura nos muestra que el efecto de las fulguraciones de una enana roja en la atmósfera de un planeta no afectan demasiado a la superficie del planeta. Espero que esté en los cierto.
2015. Interesantísimo paper de Armstrong de la Universidad de Warwick analizando el efecto de la actividad magnética de la estrella en los exoplanetas detectados por el telescopio Kepler ubicados en la Zona Habitable. Es llamativa la situación de Kepler-438 b cuya estrella emite también intensas fulguraciones, que ponen en cuestión su habitabilidad.
2016. Wheatley nos muestra que los planetas de TRAPPIST-1 también están sometidos a una elevada cantidad de rayos XUV.
2016. Se describe la probabilidad de que un CME de una estrella del tipo M impacte en una planeta, mostrando cómo esa probabilidad se reduce cuando la inclinación de la órbita del exoplaneta se distancia del plano Astrosférico.
2016. Describe la relación entre las fulguraciones y los CME, mostrando que las Zonas Activas del Sol en algunos casos puede tener muchas fulguraciones sin apenas CMEs y viceversa.
Genial información. Gracias
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