Más sobre Gliese 581d

El sistema planetario en torno a la enana roja Gliese 581, una de las estrellas más cercanas al Sol, ha sido objeto en los últimos años de varios estudios encaminados a la posible detección del primer exoplaneta (planeta de fuera de nuestro sistema solar) potencialmente habitable por formas de vida comparables en lo esencial a algunas de las terrestres. Dos candidatos ya han sido descartados. Pero ahora un tercer planeta, Gliese 581d, puede ser considerado el primer exoplaneta confirmado que podría albergar vida relativamente parecida en sus fundamentos básicos a la de la Tierra.

Ésta es la conclusión a la que ha llegado un equipo de científicos del Laboratorio de Meteorología Dinámica (CNRS / UPMC / ENS / Escuela Politécnica) en el Instituto Pierre Simon Laplace en París, Francia.

La lógica nos dice que debe haber en el universo otros planetas con vida. Encontrar candidatos es un reto científico del máximo interés. Hallar al primer exoplaneta potencialmente capaz de albergar vida ha suscitado también una fuerte competición entre instituciones y equipos científicos. A fin de encontrar candidatos, los astrónomos buscan planetas en la zona habitable alrededor de las estrellas. Esa zona habitable es la franja orbital donde el calor recibido de la estrella es el adecuado para mantener en forma líquida el agua de los planetas que se mantengan allí. 

Clima global que se le atribuye al planeta Gliese 581d. Las distintas tonalidades son colores falsos indicativos de las temperaturas, y van desde el rojo (muy caliente) hasta el azul (muy frío). Las flechas indican los vientos. Imagen: LMD / CNRS.

En esta carrera por descubrir el primer planeta habitable fuera de nuestro sistema solar, el sistema de la estrella Gliese 581 ya ha sido escenario de posibles hallazgos. En 2007, se dio a conocer la detección de dos planetas (Gliese 581c y Gliese 581d) con sendas órbitas no muy alejadas respectivamente del borde interno y del externo de la zona orbital habitable.

De esos dos planetas, Gliese 581d, el más alejado a la estrella, fue juzgado al principio como demasiado frío para sostener vida. 

En cambio, Gliese 581c fue considerado por sus descubridores como potencialmente capaz de albergar vida. Sin embargo, análisis posteriores realizados por expertos en ciencia atmosférica indicaron que la presencia en este planeta de océanos comparables a los de la Tierra no podría ser duradera como en nuestro mundo, ya que se habrían evaporado como consecuencia de un intenso efecto invernadero, similar al que dotó a Venus del clima tórrido e inhóspito que hoy posee.

A finales de 2010, surgió otra posibilidad, de la que ya informamos en su día a través de NC&T. Un equipo de observación, dirigido por Steven Vogt de la Universidad de California en Santa Cruz, anunció el descubrimiento de un nuevo planeta en ese sistema solar. Estos investigadores determinaron que ese planeta, Gliese 581g, tenía un tamaño no mucho mayor que el de la Tierra y se mantenía cerca del centro de la zona orbital habitable.

Los cálculos del equipo de Paul Butler, integrado por miembros del grupo Lick-Carnegie de búsqueda de exoplanetas (un equipo que depende del Instituto Carnegie y el Observatorio Lick), indicaron que el planeta tenía entre 3,1 y 4,3 veces la masa de la Tierra, seguía una órbita circular de 36,6 días de duración en torno a su sol, y su diámetro era entre un 20 y un 50 por ciento mayor que el de la Tierra. La gravedad en la superficie del planeta sería entre un 10 y un 70 por ciento mayor que la de la Tierra, lo bastante intensa, por tanto, como para retener una atmósfera. 

Representación artística del planeta Gliese 581c (demasiado caliente para albergar vida tal como la conocemos), en primer plano, y la estrella enana roja Gliese 581. Imagen: European Southern Observatory.

Por su notable cercanía a su estrella, Gliese 581g debería tener sincronizada su rotación con su traslación, de modo que siempre le presentaría la misma cara a la estrella. Eso implicaría que en un lado del planeta siempre sería de día, y en el otro siempre de noche, con la consecuencia, teniendo en cuenta la considerable cercanía de ese mundo a su estrella, de un calor infernal en la cara diurna, y quizá un frío glacial en la cara nocturna. Sin embargo, en las zonas de alba o crepúsculo permanentes las temperaturas serían templadas, haciéndose progresivamente más cálidas en dirección a la zona diurna, y más frías hacia la dirección contraria.

Durante varios meses, ese aparente primer hallazgo en otro sistema solar de un mundo parecido a la Tierra y acaso también con vida fue aceptado como válido. Sin embargo, análisis posteriores a cargo de equipos independientes han planteado serias dudas sobre la validez de la detección de dicho planeta, una detección que ya de entrada resultaba muy difícil de lograr. Bastantes científicos creen ahora que Gliese 581g no existe. Las sutiles señales en el "bamboleo" de su estrella que se interpretaron como delatadoras de la presencia gravitacional del planeta podrían deberse simplemente a distorsiones en las mediciones.

En una nueva vuelta de tuerca de esta historia de hallazgos y refutaciones, ahora resulta que el planeta Gliese 581d, de mayor masa, más alejado de la estrella, y que inicialmente fue descartado por considerársele demasiado frío, sí reúne los requisitos básicos para que se le considere un planeta capaz de albergar vida. Esto lo convierte pues, al menos mientras no se presenten evidencias en contra, en el primer exoplaneta potencialmente habitable que ha sido detectado. 

Representación artística de algunos de los planetas de Gliese 581. En primer plano, Gliese 581e (sus temperaturas son muy altas). Más lejos, se ve un planeta azul, que es Gliese 581d (tiene temperaturas estables y templadas). Imagen: ESO / L. Calçada.

La reciente investigación que ha otorgado ese nuevo estatus a Gliese 581d la ha realizado un equipo encabezado por Robin Wordsworth y François Forget del antes citado Laboratorio de Meteorología Dinámica.

Por lo que se sabe o deduce, Gliese 581d es un planeta rocoso, es decir del tipo de la Tierra, en vez de ser un mundo gaseoso como Júpiter. Gliese 581d tiene una masa de al menos siete veces la de la Tierra, y su diámetro debe ser del doble del de ésta. En un análisis preliminar, Gliese 581d parece un pobre candidato a contener vida, ya que recibe de su estrella un tercio de la cantidad de energía que la Tierra recibe del Sol, y muy probablemente tiene su rotación sincronizada con su traslación de tal modo que siempre le presenta la misma cara a su estrella, con el resultado de que en un hemisferio del planeta siempre es de noche y en el otro siempre de día. En su momento, se creyó que cualquier atmósfera lo bastante espesa como para retener el calor necesario para la vida se habría enfriado demasiado en la cara nocturna del astro, hasta el punto de congelarse e imposibilitar la existencia de un clima habitable estable.

A fin de verificar la validez de esta hipótesis, el equipo de Wordsworth ha desarrollado una nueva clase de modelo digital, capaz de simular con notable precisión los climas de exoplanetas. El modelo simula en tres dimensiones espaciales la atmósfera y la superficie de un planeta, de un modo parecido a como lo hacen los modelos usados para estudiar el clima de la Tierra y predecir su evolución futura.

Representación artística del hipotético planeta Gliese 581g (supuestamente habitable), visto en primer plano, su estrella, y a lo lejos algunos otros planetas de ese sistema solar. Imagen: Lynette Cook.

Sin embargo, el modelo usado para Gliese 581d se basa más en principios físicos fundamentales, lo que permite que la simulación abarque una gama mucho más amplia de condiciones ambientales, que de otro modo serían irreproducibles, y que incluyen, por ejemplo, cualquier combinación viable de gases, aerosoles y nubes.

Para su sorpresa, el equipo de Wordsworth ha descubierto en las simulaciones que la presencia de una densa atmósfera de dióxido de carbono (atmósfera muy probable en un planeta de esa masa y características) acarrea que el clima de Gliese 581d sea estable, sin experimentar ese colapso asumido en las primeras valoraciones que se hicieron, y que además posea temperaturas lo bastante elevadas como para permitir la existencia de océanos y lluvia.

La luz que Gliese 581d recibe de su estrella es capaz de calentar eficazmente el planeta gracias sobre todo al efecto invernadero de la atmósfera de CO2, combinado con el ejercido por las nubes de hielo de dióxido de carbono que deben formarse a gran altitud. Además, todo apunta a que el calor en el hemisferio perpetuamente diurno del planeta se redistribuye de manera eficiente por todo el planeta, impidiendo la congelación de la atmósfera en el hemisferio perpetuamente nocturno y en los polos.

Representación artística de planetas alrededor de Gliese 581. En primer plano, Gliese 581c (confirmado que no es habitable). Imagen: European Southern Observatory.

A 20 años-luz de la Tierra, Gliese 581d puede ser el exoplaneta con potencial para albergar vida más cercano a la Tierra. Si bien es comparable a la Tierra en tal cualidad y en algunas más, en otras resulta un mundo muy distinto al nuestro. Su mayor densidad atmosférica y sus espesas nubes deben mantener la superficie diurna en una eterna penumbra roja y turbia, y la fuerza de la gravedad en su superficie debe ser de alrededor del doble de la existente en la Tierra.