Ahora que ya se han publicado unos cuantos artículos sobre Proxima b llega el momento de analizar qué tipo de atmósferas y formaciones acuosas podría llegar a tener Proxima b. Realmente, más que aportar temas novedosos, los artículos no hacen sino repetir lo conocido sobre las atmósferas de los planetas que orbitan en enanas rojas y aplicarlo al caso concreto de Proxima b.
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| Proxima b ha sido añadido en la lista de planetas más prometedores desde el punto de vista de la habitabilidad. (Fuente: PHL. Universidad de Puerto Rico en Arecibo) |
Los dos papers que más profundizan sobre los posibles climas de Proxima b son:
"The Habitability of Proxima Centauri b: II: Environmental States and Observational Discriminants", de Victoria Meadows, que ya conocía por sus estudios sobre biomarcadores, es una gran experta en el clima de los exoplanetas terrestres. El artículo me ha gustado.
"The habitability of Proxima Centauri b II.", de Martin Turbet, al que no conocía de nada. De cualquier forma, son coautores los dos famosos expertos en habitabilidad Jérémy Leconte y Franck Selsis y eso, sin duda, se nota al leerlo. También me ha gustado, sobre todo los gráficos.
Ambos artículos son la segunda parte de sendos papers que trataban temas previos y que ya hemos tratado sobradamente: las fulguraciones de la estrella, la rotación del planeta y su historia del agua.
Cada uno de los artículos tiene debilidades y fortalezas:
- Los modelos utilizados en el artículo de Turbet son definitivamente más sofisticados (y seguro que Leconte tiene mucho que ver con ello). Son modelos globales de circulación que tienen en cuenta nubes, y movimientos de convección atmosféricos en 3-D. Por el contrario, los modelos de Meadows son 1-D, aunque asegura que al menos en el caso de la rotación 3:2 pueden ser una buena aproximación; en otro caso, rotación 1:1 no. Me gustaría que otros grandes expertos en habitabilidad (me refiero a Kopparapu y Yang) opinasen también sobre Proxima b. Turbet comenta que los modelos de Yang no deberían dar resultados muy distintos a pesar de plantear la convección, las nubes y el albedo de forma distinta. Hum, a ver si se anima Yang y escribe algo...
- Por otra parte, mientras el artículo de Turbet utiliza atmósferas solo de N2/CO2/H2O, Meadows incluye especies adicionales, como O2, CH4, H2, estos dos últimos gases de efecto invernadero. Además, como Turbet reconoce ellos solo estudian combinaciones posibles de los componentes atmosféricos, sin evaluar cuáles son más probables, a diferencia de Meadows. Por ejemplo, la combinación de un océano de agua y una atmósfera de dióxido de carbono se ven afectadas por el ciclo carbono-silicato.
Son por tanto dos artículos diferentes y complementarios a la vez. Vamos a ver cuales son las atmósferas posibles:
A- Si el planeta de formó en la ubicación que tiene actualmente.
A.1- No hay atmósfera.
(Posibilidad de vida tal como la conocemos: muy muy reducida)
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| Si Proxima b no tiene atmósfera bien podría ser un mundo muerto como Mercurio (Fuente:NASA/JPL). |
Las fulguraciones y los CMEs de la estrella pueden haber arrasado la atmósfera. Puede ser un mundo si atmósfera y sin mares de agua, como Mercurio.
A.2- Hay una atmósfera dominada por el O2.
(Posibilidad de vida tal como la conocemos: reducida)
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| Si Proxima b tiene un atmósfera de oxígeno será azul (Meadows, 2016) por efecto Rayleigh (Fuente:Raúl Alvarez/Celestia). |
Durante periodo previo a la entrada en la secuencia principal de la estrella su luminosidad pudo ser elevadísima. Si entonces el planeta estaba en la misma ubicación que tiene actualmente debió sufrir un efecto invernadero descontrolado, que evaporaría el agua de los mares. Luego los rayos XUV debieron romper las moléculas de agua de la atmósfera; el hidrógeno, más ligero, escaparía de la atmósfera, quedando solo el oxígeno. El cálculo depende de la provisión inicial de agua, pero ¡se habla de atmósferas de miles de bares de oxígeno! Otros autores comentan que el oxígeno podría oxidar la superficie (como en Marte) o ser absorbido totalmente por un mar de magma (ver http://arxiv.org/abs/1607.03906). Meadows se queda con una solución salomónica de unas pocas atmósferas y muestra que en algunos casos parte del agua ha podido sobrevivir.
Podría haber casos (quizá) en los que esta atmósfera permitiese el agua líquida en algunas zonas del planeta (sobre todo si hay un poquito de CO2). Pero en una atmósfera tan fuertemente oxidante y con una provisión de agua a todas luces escasa, limitada a algunos laguitos, quizá no sea en panorama adecuado para la aparición de la vida. La materia orgánica se oxidaría fácilmente.
A.3- Hay una atmósfera de CO2.
(Posibilidad de vida tal como la conocemos: reducida, pero un poco mejor.)
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| Un escenario posible es el de una buena atmósfera de CO2, similar a la de Venus (Fuente:NASA/JPL). |
Bien porque el planeta tuviera una buena provisión de CO2 original, bien porque lo obtuviera de su vulcanismo u otros medios, el planeta podría tener una buena atmósfera de CO2, evitando con este gas de efecto invernadero que el agua de la superficie se congelase.
Podría aparecer acompañado de O2 y CO. En este caso sería reflejo de una deshidratación extrema. Mala señal.
Como no habría mucho agua (debido a la desecación de la etapa previa de calentamiento intenso), si el CO2 no se congela, se acumularía masivamente en la atmósfera. El planeta con varias decenas de bares de CO2 sería algo así como Venus y la cosa se pondría mal. Mala señal, nuevamente.
De cualquier forma, si no hay mucho CO2 en algunos casos podría haber atmósferas lo suficientemente cálidas como para que aparecieran laguitos en las denominadas "trampas frías": la cara oculta (rotación 1:1) o los polos (rotación 3:2). En estos casos podría haber cierta habitabilidad en un planeta mayoritariamente desértico (ver planetas tipo Dune) . Buena señal.
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| Proxima b podría ser como el Dune de las novelas de Frank Herbert. El rojo podría ser de una superficie fuertemente oxidada como la de Marte. Habría posibilidades de vida. (Fuente:http://dune.wikia.com/) |
Además, si el planeta está demasiado frío para tener laguitos, y en su puesto forma glaciares, estos podrían tener lagos subglaciales o los glaciares podrían fluir hasta zonas más cálidas donde se derritieran.
En resumen, los planetas formados en la ubicación actual de Proxima b tendrán tendencia a tener menos agua que la Tierra. Además de que la Tierra primitiva era reductora mientras los escenarios contemplados parecen ser más o menos oxidantes.
B. El planeta se formó en una zona más externa y fría.
(Posibilidad de vida tal como la conocemos: Media.)
Este tipo de escenario no es improbable. La Tierra no es un planeta relevante en un sistema planetario tan grande como el Sistema Solar. Sin embargo, sí lo es en una pequeña estrella como Proxima. Es decir, para que en el reducido disco protoplanetario de Proxima se ha haya formado algo como Proxima b debe haber estado ubicado en la zona donde más masa se acumula: la línea del hielo, allí donde se condensan los hielos de agua.
En esta zona relativamente fría el planeta puede haber residido durante millones de años, a salvo de la intensa luminosidad de la juventud de Proxima. Posteriormente podría haber migrado a su ubicación actual (la influencia de Alfa Centauri A y B podría haber ayudado). Durante el proceso de migración a una zona más cálida el minineptuno perdería gran parte de su gruesa cubierta del ligero hidrógeno, quedando el núcleo desnudo.
En este caso, el planeta sería muy rico en agua y tendría un océano global de cientos de kilómetros de profundidad. Si está frío el océano quedará cubierto por un casquete de hielo. Si hay alguna zona caliente el hielo desaparecería, mostrando el océano subyacente. El planeta podría tener, como la Tierra primitiva, una atmósfera ciertamente reductora, incorporando CH4, H2 a los gases invernadero de CO2. A nadie se le escapa que este Mundo Océano podría ser habitable, aunque habría que pensar si es posible la abiogénesis en un mundo tan distinto del nuestro.
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| Finalmente, también hay posibilidades para un mundo océano. (Fuente:Wikipedia. Crédito: Luciano Méndez.) |
Ignasi Ribas et al. analizan aspectos cruciales para la habitabilidad del planeta como son la rotación, la radiación y la historia del agua.
Martin Turbet explica cuales son los posibles climas que pueden primar en Proxima b partiendo de su rotación, el agua disponible y la composición de la atmósfera.
Rory Barnes analiza Proxima b describiendo una serie de escenarios evolutivos que pretenden explicar su habitabilidad y el origen del agua.
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