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Resuelven el misterio de la temperatura de las atmósferas planetarias

Los astrónomos han determinado que el comportamiento de la atmósfera de miles de millones de planetas podría ser igual al de nuestra en  la Tierra. Imagen cortesía de NASA Earth Observatory.


 

 

La investigación de la Universidad de Washington permitirá, a partir de esta característica, conocer qué planetas son susceptibles de ser habitados.

Es probable que una de las peculiaridades atmosféricas que comparte la Tierra con Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno sea común a miles de millones de planetas, según la investigación de un equipo de astrónomos de la Universidad de Washington. Este hallazgo podría ser esencial en la búsqueda de nuevos mundos potencialmente habitables. El estudio que lo documenta, dado a conocer estos días en Nature Geoscience, se ha llevado a cabo con fondos del Virtual Planet Laboratory del  Astrobiology Institute de la NASA.

Como es sabido, el aire se vuelve más frío y más delgado con la altitud. En el año 1902, un científico de nombre Léon Teisserenc de Bort empleó un equipo de instrumental acoplado a unos globos y encontró un punto en la atmósfera terrestre, situado entre los 12.000 y los 15.000 metros de altura donde el aire dejaba de enfriarse y comenzaba a templarse. Él llamó  a ese entorno invisible la ‘tropopausa’ y acuñó dos términos que todavía empleamos en la actualidad: ‘estratosfera’ para la zona de la atmósfera situada por encima de ese punto, y ‘troposfera’ para la capa inferior a él, donde se da la vida humana.

Después, en los años 80, una nave espacial de la NASA descubrió que la ‘tropopausa’ también estaba presente en las atmósferas de los planetas Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno, así como en Titán, la mayor de las lunas de Saturno. Además, y esto era muy destacado, este punto de cambio se daba siempre aproximadamente en el mismo nivel de la atmósfera de todos estos mundos diferentes, en torno a una presión de 1.0 bar. o a cerca de una décima parte de la presión del aire sobre la superficie de la Tierra.

Ahora, el trabajo del astrónomo de la Universidad de Washington Tyler Robinson y del científico planetario David Catling, publicado en la revista Nature Geoscience, utiliza bases físicas para mostrar por qué sucede esto, y sugiere que las ‘tropopausas’ son, probablemente, comunes a miles de millones de gruesas atmósferas en planetas y lunas a lo largo de la galaxia.

“La explicación se fundamenta en la física de la radiación infrarroja –explica Robinson-. Los gases atmosféricos obtienen energía absorbiendo la luz infrarroja de la superficie de la luz solar en un planeta rocoso, o de las partes más profundas de las atmósfera de los planetas como Júpiter, que no tienen superficie”.

Empleando un modelo analítico, Catling, profesor de Ciencias de la Tierra y el Espacio, y Robinson, investigador postdoctoral de Astronomía, han conseguido mostrar que a muy elevadas altitudes, la atmósfera se vuelve transparente a la radiación termal debido a la baja presión. Por encima del nivel en donde la presión se sitúa en torno a 1.0 bar, la absorción de la luz visible, o de la ultravioleta, provoca que las atmósferas de los grandes planetas –como la Tierra o Titán- se vaya templando conforme la altitud, se incrementa. La física, según cuentan los investigadores, aporta un regla general –que la presión se encuentra en torno a 1.0 bar. en el punto de cambio de la ‘tropopausa’-, lo que se podría aplicar a un amplio número de atmósferas planetarias con gases estratosféricos que absorben luz visible o luz ultravioleta.

Los astrónomos podrían utilizar este descubrimiento para extrapolar las condiciones de temperatura y presión que hay en la superficie del planeta y entender si esos mundos son potencialmente habitables (la cuestión clave en este punto es si los niveles de temperatura y presión permitirían la existencia de agua líquida en un planeta rocoso).

“Por tanto, ya contamos con algo que nos puede ayudar a fijar las características de esos planetas –puntualiza Robinson-. Sabemos que las temperaturas se van a incrementar por debajo de la ‘tropopausa’ y contamos con algunos modelos que nos indicarán cómo se van a producir esos incrementos de la temperatura. En consecuencia, puesto que contamos con el umbral superior, lo único que debemos hacer es extrapolar la secuencia en dirección descendente hasta llegar a la superficie”.

“Nos encontramos muy cerca del momento –concluye- en el que la física común no sólo explicará qué está sucediendo en las atmósferas de nuestro sistema solar, sino que incluso podrá ayudar a localizar vida en otros puntos del Universo”.

 

 

 
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