De los miles de exoplanetas que hemos descubierto, la mayoría de ellos orbitan cerca de estrellas enanas rojas. Parte de esto se debe a que los planetas con períodos orbitales cortos son más fáciles de encontrar, pero parte de esto también es debido a que las estrellas enanas rojas constituyen aproximadamente el 75% de las estrellas de nuestra galaxia. Esta propensión de los planetas en órbitas cercanas tiene algunas implicaciones bastante importantes para los mundos “potencialmente habitables”, entre las que se encuentra que la mayoría de estos planetas probablemente estén bloqueados por mareas en su estrella. O eso hemos pensado.
El bloqueo de marea puede ocurrir cuando un cuerpo más pequeño orbita cerca de uno más grande. La Luna es un buen ejemplo de esto. El período orbital de la Luna y su período de rotación es el mismo, por lo que solo vemos un lado de la Luna desde la Tierra. Esto es causado por las fuerzas de marea de la Tierra.
La atracción de la Tierra no es uniforme en toda la Luna. Es un poco más fuerte en la parte de la Luna más cercana a la Tierra, lo que distorsiona un poco la forma de la Luna. En el pasado, la Luna giraba a un ritmo diferente al de su órbita, lo que significaba que las fuerzas de las mareas provocaban que su rotación se ralentizara. Eventualmente, la rotación de la Luna se desaceleró para coincidir con su órbita, y la Luna quedó “bloqueada por mareas” a la Tierra.
Cualquier planeta que orbite cerca de su estrella experimentaría fuerzas de marea similares y, por lo tanto, debería bloquearse por marea. Incluso si el planeta tuviera el tamaño de la Tierra y estuviera en la zona habitable de la estrella, siempre tendría una mitad horneándose bajo el fuego estelar mientras que la otra mitad se congelaría en una noche eterna, que no pasa con la Tierra. Pero un nuevo estudio muestra que el bloqueo de las mareas podría no ser inevitable.
El estudio analiza la dinámica de Venus, que es similar a la Tierra en tamaño y composición, pero más cerca del Sol. También tiene una atmósfera increíblemente espesa, lo que podría ser la razón por la que Venus no está bloqueado por mareas.
Mientras que la Tierra gira sobre su eje cada 24 horas, un día en Venus es un poco más complicado. Venus tarda 225 días terrestres en orbitar alrededor del Sol, pero tarda 243 días terrestres en hacer una rotación completa de su eje. Así que el día sideral de Venus es más largo que su año. También gira retrógrado, lo que significa que la dirección de su rotación axial es opuesta a su dirección orbital. Debido a esto, el Sol sale por el oeste y se pone por el Este en Venus, y un día solar, o Sol, son 117 días terrestres. Esta rotación lenta es lo que esperarías de un planeta en el proceso de bloqueo de marea, así que ¿por qué no ha sucedido todavía?
Como señala este último estudio, el arrastre de la atmósfera de Venus podría ser la clave. La atmósfera es una capa densa compuesta principalmente de dióxido de carbono. Es tan caliente y denso que el dióxido de carbono es supercrítico. Esto significa que se comporta como una especie de gas líquido en comparación con la delgada atmósfera de la Tierra. Debido al calentamiento solar, las capas superiores de la atmósfera giran alrededor de Venus cada 4 días. A nivel de la superficie, esto induce un arrastre viscoso en el planeta, trabajando para acelerar ligeramente su rotación. En otras palabras, la espesa atmósfera sigue alejando a Venus de una rotación bloqueada.
Este proceso podría ser fundamental para muchos exoplanetas en órbita cercana. En lugar de mundos de fuego y hielo bloqueados por mareas, estos planetas podrían ser mundos de rotación lenta con atmósferas calientes y densas. A medida que los nuevos observatorios, como el Telescopio Espacial James Webb, pronto nos brinden vistas detalladas de las atmósferas de los exoplanetas, finalmente podríamos saber si la rotación de Venus es más una excepción que una regla.
Referencia: Kane, Stephen R. “Atmospheric dynamics of a near tidally locked Earth-sized planet.” Nature Astronomy (2022).
Artículo con fines divulgativos basado en el artículo original en Inglés.
Créditos: Brian Koberlein, Universe Today
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