La atmósfera de un exoplaneta revela secretos sobre su superficie

A medida que los astrónomos han comenzado a recopilar datos sobre las atmósferas de los planetas, estamos aprendiendo sobre sus composiciones y evolución. Las atmósferas espesas son las más fáciles de estudiar, pero esas mismas atmósferas espesas pueden ocultar la superficie de un planeta a la vista. Un mundo parecido a Venus, por ejemplo, tiene una atmósfera tan espesa que hace imposible ver el terreno del planeta. Parece que cuanto más probable es que comprendamos la atmósfera de un planeta, menos probable es que comprendamos su superficie. Pero eso podría cambiar gracias a un nuevo estudio aceptado para su publicación en Monthly Notices of the Royal Astrophysical Society y disponible en el servidor de preimpresión arXiv.

Los mundos rocosos tienen un rico intercambio químico entre sus superficies y sus atmósferas. En la Tierra, los ciclos de lluvia y evaporación, las estaciones de crecimiento y cosecha y las actividades volcánicas cambian la composición atmosférica con el tiempo. Estos intercambios ocurren a lo largo de una escala de tiempo larga, por lo que la superficie y la atmósfera de la Tierra nunca están en un estado de equilibrio mutuo. En Venus, con su atmósfera más espesa y su superficie seca, la escala de tiempo del intercambio es más corta, pero aún no lo suficientemente rápida como para alcanzar un equilibrio.

En este estudio, los autores sostienen que en mundos cálidos como Venus con atmósferas particularmente espesas se puede alcanzar un equilibrio químico entre la superficie y el aire. Estos mundos son del tipo que encontramos orbitando cerca de estrellas pequeñas, por lo que son muy adecuados para estudios atmosféricos.

Para mostrar cómo funciona esto, el equipo simuló interacciones químicas justo en la interfaz entre la atmósfera y la superficie rocosa. Sus simulaciones mostraron que el equilibrio químico de moléculas simples como el dióxido de carbono en la atmósfera de Venus se puede utilizar para investigar la composición de su superficie y, dependiendo de la temperatura de la superficie, los exoplanetas similares a Venus podrían experimentar fuertes interacciones con moléculas más complejas CaAl₂Si₂O₈ y MgAl₂O₄.

En otras palabras, en las circunstancias adecuadas, los pequeños mundos rocosos que orbitan cerca de su estrella cálida son excelentes candidatos para este tipo de estudio. Lo que aprendamos sobre sus atmósferas puede abrir una ventana a la composición de su superficie e incluso a su actividad geológica. Incluso podríamos determinar si ciertos minerales están presentes o ausentes en la superficie de un exoplaneta, sin siquiera mirar su superficie directamente.

Este tipo de información es vital para nuestra comprensión de cómo se forman los planetas terrestres. Estudios anteriores ya han demostrado que nuestro sistema solar es bastante inusual y que un sistema solar libre de planetas grandes en el interior del sistema solar es raro. Al comprender la evolución y composición de los planetas interiores de otras estrellas, aprenderemos por qué nuestro sistema solar es inusual y tal vez incluso aprendamos si vida como la nuestra es común o rara en el universo.

Con información de arXiv