Durante siglos, nadie sabía si estábamos solos en el universo, o incluso si había otros planetas como el nuestro.
Pero gracias a los nuevos telescopios y métodos en las últimas décadas, ahora sabemos que hay miles y miles de planetas alrededor de estrellas lejanas, y vienen en todo tipo de formas y tamaños: grandes y pequeños, rocosos y gaseosos, nublados o helados. o húmedo.
Un estudio realizado por científicos de la Universidad de Chicago, la Universidad de Michigan y la Universidad de Maryland sugiere otro para la lista: planetas con atmósferas de helio. Además, el descubrimiento puede sugerir un nuevo paso en nuestra comprensión de la evolución del planeta.
Sus simulaciones encontraron que es probable que el helio se acumule en las atmósferas de ciertos tipos de exoplanetas con el tiempo. Si se confirma, esto explicaría un enigma de décadas sobre los tamaños de estos exoplanetas.
«Hay tantos tipos extraños y maravillosos de exoplanetas por ahí, y este hallazgo no solo agrega un nuevo tipo, sino que puede tener implicaciones para comprender la evolución y formación de los planetas en general», dijo la astrofísica de la Universidad de Chicago Leslie Rogers, co- autor del nuevo artículo publicado en Nature Astronomy.
misterio del valle del radio
Nos tomó mucho tiempo encontrar planetas lejanos porque incluso los más grandes son eclipsados por las estrellas que orbitan. Entonces, los científicos idearon una forma ingeniosa de detectarlos: buscando la caída en la luz de una estrella cuando un planeta pasa frente a ella. Esto te dice qué tan grande es el planeta.
Ahora sabemos que los planetas son increíblemente comunes. De hecho, por lo que podemos decir hasta ahora, al menos la mitad de todas las estrellas como nuestro sol tienen al menos un planeta del tamaño de la Tierra y Neptuno que orbita muy cerca de la estrella. Se supone que estos planetas tienen atmósferas con mucho hidrógeno y helio, que se acumularon cuando los planetas se formaron por primera vez a partir de gas y polvo alrededor de la estrella.
Pero cuando los científicos observaron la cantidad de este tipo de planetas, notaron algo curioso: los planetas estaban separados en dos poblaciones. Un grupo tenía aproximadamente el tamaño de una Tierra y media, y un grupo tenía el doble del tamaño de la Tierra o más, pero no había casi ninguno en el medio.
Esta brecha entre las dos poblaciones de planetas se conoce como el «valle del radio», y es una cuestión muy debatida en el campo. Los científicos creen que la respuesta nos ayudará a comprender cómo se forman y evolucionan estos y otros planetas con el tiempo.
Algunos propusieron que la explicación de esta brecha podría tener que ver con las atmósferas de los planetas. Es duro ser un planeta cercano a tu estrella; estás constantemente bombardeado con rayos X y luz ultravioleta, lo que podría destruir tu atmósfera.
«Por ejemplo, quizás el conjunto más pequeño de planetas perdió por completo sus atmósferas y solo existen como núcleos rocosos», dijo el primer autor del estudio, Isaac Malsky, Ph.D. estudiante de la Universidad de Michigan que primero comenzó a explorar la cuestión con Rogers para su tesis de pregrado en la Universidad de Chicago.
Un equipo que incluía a Rogers y Malsky decidió observar más de cerca este fenómeno, conocido como escape atmosférico.
Crearon modelos basados en los datos que tenemos sobre los planetas y las reglas de la física, para comprender mejor cómo el calor y la radiación afectarían las atmósferas de los planetas. Luego crearon 70,000 planetas simulados, variando el tamaño de los planetas, el tipo de estrella que orbitan y la temperatura de la atmósfera, y modelaron lo que les sucedería con el tiempo.
El equipo encontró que después de varios miles de millones de años, el hidrógeno en las atmósferas planetarias probablemente escape más rápido que el helio. «El hidrógeno tiene una masa atómica más baja, por lo que es más fácil eliminarlo», explicó Malsky.
Con el tiempo, esto da como resultado una acumulación de helio: las simulaciones sugirieron que el helio podría representar el 40% o más de la masa de las atmósferas.
Confirmaciones del telescopio
El equipo sugirió una forma de confirmar sus resultados mediante la observación. El telescopio espacial James Webb lanzado recientemente y otros telescopios poderosos pueden obtener una lectura de los elementos de la atmósfera y sus cantidades. Los telescopios podrían verificar si hay una cantidad inusualmente grande de helio en las atmósferas de algunos de estos planetas.
Si la teoría es correcta, estos planetas con atmósferas ricas en helio deberían ser especialmente comunes en el extremo inferior del grupo de radio más grande, porque el helio se acumula a medida que el planeta comienza a encogerse con el tiempo a medida que su atmósfera se va eliminando gradualmente.
Los dos grupos distintos de tamaño de planeta se crean porque incluso una pequeña cantidad de helio e hidrógeno crea una atmósfera muy hinchada que puede inflar significativamente el radio del planeta, explicó Malsky. Si les queda algo de atmósfera, estarán en el grupo de radio más grande; si se ha ido, estarán en el grupo de radio más pequeño.
Se cree que ninguno de estos planetas es un buen candidato para albergar vida: están muy calientes, bombardeados con radiación y es probable que las atmósferas estén a una presión muy alta.
Pero los científicos explicaron que mejorar nuestra comprensión de los procesos que impulsan la formación de planetas puede ayudarnos a predecir mejor qué otros planetas hay y cómo se ven, así como a dirigir la búsqueda de planetas más hospitalarios.
«Obtener una mejor comprensión de esta población podría decirnos mucho sobre los orígenes y la evolución de los planetas de tamaño inferior a Neptuno, que son claramente un resultado común del proceso de formación de planetas», dijo Rogers.
Con información de Nature Astronomy
