Hay más, mucho más, para encontrar exoplanetas habitables que si están a la distancia correcta de su estrella para el agua líquida. ¿Es, por ejemplo, el planeta rocoso, como la Tierra, Marte y Venus? ¿Tiene tectónica de placas y un campo magnético? ¿Tiene un ambiente?
También hay otra pregunta importante: ¿está el mundo siendo afectado adversamente por algún otro exoplaneta en órbita alrededor de la misma estrella? Para comprender mejor esto, los astrónomos están observando la enorme atracción que el gigante gaseoso Júpiter tiene en la órbita de nuestro propio planeta.
La técnica ha sido descrita en un nuevo artículo aceptado en El diario astronómico y subido a arXiv.
Aunque los planetas en nuestro Sistema Solar están bastante separados, todavía están lo suficientemente cerca como para afectar las órbitas de los demás, solo un poco.
Para la Tierra, eso significa que las interacciones con Júpiter y Saturno (principalmente) pueden alargar la forma elíptica de su órbita e influir en su inclinación axial, creando ciclos climáticos glaciales e interglaciales llamados Ciclos de Milankovitch.
En general, esto no ha impedido que la vida prospere, a pesar de los eventos de extinción de la Edad de Hielo. Pero, ¿y si la influencia de Júpiter fuera más fuerte y la órbita de la Tierra se volviera aún más alargada y excéntrica? ¿Qué significaría eso para la habitabilidad de la Tierra?
"Si la órbita de la Tierra fuera tan variable como la órbita de Mercurio en nuestro sistema solar, la Tierra no sería habitable. La vida no estaría aquí", explicó a ScienceAlert el astrónomo Jonti de la Universidad del Sur de Queensland.
"Los excentricidad de la órbita de Mercurio puede llegar hasta 0,45. Si la excentricidad de la Tierra llegara tan alto, la Tierra estaría más cerca del Sol que Venus cuando esté más cerca del sol, y tan lejos como Marte cuando esté en su punto más alejado ".
No se sabía si Júpiter podría efectuar un cambio de esta magnitud, por lo que Horner y un equipo internacional de colegas se embarcaron en un proyecto para averiguarlo. Crearon simulaciones del Sistema Solar y trasladaron a Júpiter para ver qué pasaría.
Los resultados fueron bastante sorprendentes. El equipo descubrió que su simulación funcionó, lo que significa que podrían ejecutar una simulación del sistema para determinar cómo los planetas interactúan gravitacionalmente, y cómo los planetas realmente orbitan la estrella, y mapean eso contra nuestra comprensión de la influencia del Sistema Solar en los ciclos de Milankovitch.
Pero también mostraron cuán rápido las cosas podrían desmoronarse.
"Una de las cosas que encontramos de inmediato fue que en realidad es bastante fácil hacer que nuestro Sistema Solar sea inestable", dijo Horner a ScienceAlert.
"En aproximadamente las tres cuartas partes de nuestras simulaciones, a medida que movemos a Júpiter, lo colocamos en lugares donde, dentro de 10 millones de años, el Sistema Solar se vino abajo. Los planetas comenzaron a chocar entre sí y ser expulsados del Sistema Solar".
Si bien eso puede sonar un poco alarmante, esos resultados no son realmente relevantes para la investigación de exoplanetas, ya que cualquier sistema de exoplanetas que permanezca el tiempo suficiente para ser detectables por nosotros es extremadamente probable que sea estable.
De hecho, en realidad hubo algunas buenas noticias en nuestra búsqueda de mundos alienígenas: en el cuarto restante de las simulaciones que el equipo realizó hasta su finalización, bueno, la Tierra era bastante normal y habitable.
Esto, dijeron los investigadores, contradice la Hipótesis de tierras raras eso propone que las condiciones que dieron origen a la vida en la Tierra son tan únicas que nunca se replicarán en ningún otro lugar del Universo.
"La Tierra fue bastante explosiva en el medio. No fue rápida. No fue lenta. No fue grande, no fue pequeña. Fue realmente normal", dijo Horner.
"Lo que sugiere al menos para este tipo de influencias orbitales, perturbaciones orbitales, en lugar de ser una Tierra rara, la mayoría de los planetas que se encuentran en la órbita de la Tierra en sistemas que simulamos serían igualmente adecuados para la vida como la Tierra, si no mejor el punto de vista de las oscilaciones cíclicas (climáticas) ".
Estas son observaciones importantes, porque el objetivo final de la investigación es diseñar una prueba para ayudar a reducir qué exoplanetas son dignos de observación futura.
En algún momento en el futuro, nuestra tecnología será lo suficientemente sofisticada como para detectar muchos exoplanetas más pequeños del tamaño de la Tierra en la zona habitable. Pero con un tiempo limitado de telescopio en alta demanda, necesitamos identificar otros primeros pasos que podamos tomar para evaluar si vale la pena estudiar un exoplaneta en particular.
Una forma sería examinar el efecto sobre la habitabilidad potencial de cualquier otro exoplaneta en órbita alrededor de la misma estrella.
"Nunca vamos a encontrar sistemas planetarios con un solo planeta y nada más", explicó Horner.
Y ahí es donde entran en juego las simulaciones. Podrían utilizarse para ayudar a determinar, no solo la dinámica del sistema, sino la probabilidad de que el exoplaneta en cuestión se haya mantenido habitable en largos plazos.
Queda algo de tiempo antes de que el trabajo del equipo pueda aplicarse a gran escala. Nuestros instrumentos actuales no son lo suficientemente potentes como para detectar los exoplanetas a los que se refiere. Eso cambiará en los próximos 10 años a medida que los telescopios más avanzados lleguen a los cielos.
Eso también significa que hay más trabajo por hacer. El equipo espera que su trabajo signifique que los astrónomos planetarios puedan comenzar a ejecutar simulaciones cuando comiencen a llegar detecciones de exoplanetas habitables. Esto significa que las simulaciones deberán ajustarse para incluir los otros planetas del Sistema Solar, como Venus, Marte y Saturno.
"Creo que esa complejidad es en lo que vamos a profundizar", dijo Horner.
"Y luego, más adelante, también buscaremos vincular este trabajo con los modelos climáticos que las personas desarrollan, para ver si pueden convertir esto en una solución climática totalmente predictiva".
"En otras palabras, si conoces las órbitas de los planetas, ¿puedes predecir qué tan variable será el clima en lugar de solo predecir qué tan variable será la órbita? Es unir ciencia climática y astronomía de una manera bastante brillante". ".
La investigación ha sido aceptada en El diario astronómicoy está disponible en arXiv.