A medida que se descubren más y más exoplanetas en toda la galaxia, los científicos encuentran algunos que desafían toda explicación, al menos por un tiempo. Un nuevo estudio, publicado en Nature, describe un proceso que podría explicar por qué una gran parte de los exoplanetas tienen agua en su superficie, incluso cuando no tiene sentido.
Agua donde no debería estar
Una categoría particular de exoplanetas con un tamaño entre la Tierra y Neptuno, denominados «subneptunos», generalmente tienen un núcleo rocoso rodeado por una envoltura de hidrógeno o agua. Esto tiene sentido si el planeta se forma lejos de su estrella anfitriona, en una región donde el agua puede precipitarse en forma de hielo. Sin embargo, algunos de estos planetas se encuentran mucho más cerca de sus estrellas anfitrionas, donde la temperatura debería ser demasiado alta para que haya agua en la superficie.
Si bien algunos planetas pueden acumular cierta cantidad de agua proveniente de cometas y asteroides, esto tampoco funciona en el caso de estos planetas. La cantidad de agua que se encuentra normalmente en sus superficies es demasiado alta para tales explicaciones. Experimentos anteriores también han demostrado que el hidrógeno puede reducir el hierro en los silicatos, produciendo agua. Sin embargo, concluyeron que solo se producirían pequeñas cantidades de agua a las altas presiones que se experimentan en la superficie de un planeta subneptuniano.
Agua de una fuente inesperada
La explicación predominante para la existencia de estos planetas ha sido que se formaron en algún lugar más allá de la línea de nieve, donde fueron capaces de acumular hielo, y luego migraron hacia el interior. Pero el nuevo estudio podría tener una mejor explicación: los planetas producen agua a partir de sus propios núcleos rocosos y atmósferas de hidrógeno.
Los autores del estudio escriben: «Aquí presentamos evidencia experimental de reacciones entre un fluido de hidrógeno caliente y denso y silicatos fundidos que liberan silicio del magma para formar aleaciones e hidruros a altas presiones. Descubrimos que el oxígeno liberado de los silicatos fundidos reacciona con el hidrógeno, produciendo una cantidad apreciable de agua, de hasta varias decenas de por ciento en peso, lo cual es mucho mayor que lo predicho anteriormente con base en la extrapolación de gas ideal a baja presión».
En otras palabras, las altas presiones en los planetas subneptunos, que pueden alcanzar hasta 10 000 veces la presión atmosférica terrestre, provocan que la roca de silicato se encuentre en estado magmático. El oxígeno queda entonces libre para reaccionar con el hidrógeno de la atmósfera y crear agua, aparentemente en cantidades muy elevadas. Estas reacciones también explican la existencia de exteriores ricos en hidrógeno y ricos en agua, ya que parecen existir en un espectro. A medida que el hidrógeno de un planeta rico en hidrógeno se consume para producir agua, el planeta se vuelve más rico en agua.
«La reacción que describimos aquí sugiere que estos tipos de planetas podrían estar fundamentalmente relacionados: los subneptunos ricos en hidrógeno podrían ser los precursores de los subneptunos ricos en agua y de las supertierras. Si se puede retener un exceso de H₂ sin reaccionar en la atmósfera, los subneptunos con una atmósfera rica en H₂ que cubre una capa rica en H₂O sobre el núcleo (es decir, mundos hiceanos) podrían ser bastante comunes», explican los autores del estudio. Una nueva comprensión de la formación de exoplanetas
Esta nueva perspectiva sobre la formación de agua en los planetas tiene importantes implicaciones para la ciencia. Cuestiona la idea de que los planetas ricos en agua deben formarse lejos de sus estrellas, sugiriendo que los mundos acuáticos podrían ser más comunes y formarse en lugares inesperados. Además, modifica la visión científica sobre el potencial de vida en otros planetas, al ampliar el abanico de planetas que podrían albergar agua.
Los experimentos futuros podrían incorporar una gama más amplia de materiales y condiciones planetarias para captar una mayor diversidad planetaria y determinar si procesos similares podrían ocurrir en otros tipos de planetas. Los estudios observacionales también pueden perfeccionar la interpretación de los datos atmosféricos de los exoplanetas, especialmente en lo que respecta a la detección de agua.
Un artículo de opinión sobre la investigación se publicó en Nature.
Con información de Nature
Compártelo:
Descubre más desde SKYCR.ORG: NASA, exploración espacial y noticias astronómicas
Suscríbete y recibe las últimas entradas en tu correo electrónico.
