A medida que los telescopios se han vuelto más potentes, hemos descubierto que nuestro sistema solar no es el único universo: existen millones de otros planetas en la galaxia. Sin embargo, aún estamos desentrañando pistas sobre cómo son realmente.
Uno de los enigmas es un tipo de planeta que parece ser uno de los más comunes en el universo. Conocidos como «mini-Neptunos» porque son un poco más pequeños que Neptuno en nuestro sistema solar, estos planetas están compuestos de una mezcla de roca y metal, con densas atmósferas formadas principalmente por hidrógeno, helio y, posiblemente, agua. Curiosamente, a pesar de su abundancia en otros lugares, no tienen un equivalente en nuestro propio sistema solar, lo que convierte a esta población en un enigma.
Pero un nuevo estudio publicado el 5 de noviembre, dirigido por la profesora Eliza Kempton de la Universidad de Chicago, añade un nuevo matiz a la mejor imagen que tenemos hasta ahora de estos mundos distantes. La investigación se publica en The Astrophysical Journal Letters.
Aunque antes se creía que estos planetas estaban generalmente cubiertos por océanos de magma fundido, Kempton descubrió que la superficie de muchos de ellos podría ser sólida.
Sin embargo, estos planetas no serían muy agradables para un ser humano: la superficie rocosa solo es sólida debido a la tremenda presión que ejerce una densa atmósfera.
«Esto realmente revoluciona el paradigma sobre estos planetas, lo cual es interesante porque hay muchísimos en el universo», dijo Kempton. «En esencia, estamos tratando de comprender qué son estos objetos, porque no existen en nuestro sistema solar».
Masa y magma
Aunque sabemos que existen planetas fuera de nuestro sistema solar —conocidos como exoplanetas—, están tan lejos que incluso nuestros telescopios más potentes solo pueden captar señales indirectas, como la disminución de luz cuando un planeta pasa frente a su estrella.
No obstante, los científicos han ideado formas creativas de interpretar los datos que sí tenemos. Por ejemplo, pueden obtener información sobre las moléculas en las atmósferas planetarias analizando la luz que las atraviesa y medir los efectos gravitacionales de los planetas sobre sus estrellas anfitrionas para determinar sus masas.
El hallazgo de tantos mini-Neptunos sorprendió a los científicos que los habían observado alrededor de estrellas cercanas, dada su total ausencia en nuestro vecindario cósmico.
Debido a las altas temperaturas y densas atmósferas, se creía que estos planetas probablemente tenían océanos globales de magma fundido en sus superficies, como la Tierra tuvo brevemente. El profesor asociado de la Universidad de Chicago, Edwin Kite, predijo anteriormente que estos océanos de magma podrían incluso comenzar a «devorar» sus propias atmósferas, limitando el tamaño que el planeta puede alcanzar.
Pero al profundizar en los datos, un equipo de investigadores, entre los que se encontraban Kempton; el entonces estudiante de pregrado Bodie Breza, primer autor del artículo; y el investigador postdoctoral Matthew Nixon (actualmente becario postdoctoral del proyecto 51 Pegasi b en la Universidad Estatal de Arizona), se percataron de que la historia podría ser más compleja.
El grupo se percató por primera vez de este posible giro al analizar un planeta llamado GJ 1214 b, que orbita una estrella lejana en la constelación de Ofiuco. Datos recientes del Telescopio Espacial James Webb sugieren que la atmósfera de este planeta podría contener moléculas más grandes que el hidrógeno y el helio, lo que implica que sería mucho más densa de lo que se creía, muchísimo más que la delgada capa de la Tierra.
Esa densa atmósfera crearía condiciones de temperatura y presión extremadamente altas. De hecho, la presión sería tan elevada que los datos sugieren que la roca pasaría de magma fundido a roca sólida, de forma similar a como el carbono se condensa en diamante en las profundidades de la Tierra.
Sorprendido, el equipo se preguntó qué implicaciones tendría esto para otros planetas. Al crear una serie de planetas simulados con diferentes condiciones, descubrieron que una parte considerable de estos mini-Neptunos, que antes se suponían mundos de lava, podrían tener, de hecho, superficies sólidas.
«Es una cuestión de elegir una u otra opción», afirmó Kempton. «Puede darse el caso de que el suelo sea lava, o una superficie sólida, y habrá que tener en cuenta otros factores sobre la atmósfera del planeta para intentar determinar en qué régimen se encuentra.»
Revisando la historia
Estos mini-Neptunos son de especial interés para los científicos debido a su gran número y a lo que implican sobre la formación planetaria.
«Antes de descubrir exoplanetas, teníamos una teoría bastante clara sobre la formación de los sistemas solares, basada en la formación del nuestro. Pensábamos que se aplicaría a otros sistemas solares», explicó Nixon. «Siguiendo esa lógica, otros sistemas solares deberían ser como el nuestro. Pero no lo son».
Por lo tanto, los científicos quieren comprender cómo se forman los mini-Neptunos y qué aspecto tienen ahora para tener una visión más completa de la formación planetaria en general. Esto puede orientar, entre otras cosas, la búsqueda de planetas habitables.
«Nos lleva de nuevo a la pregunta de por qué estamos aquí: ¿cómo se formó la Tierra?», dijo Nixon. «Esta es una pieza fundamental para comprender tanto otros planetas como el nuestro».
Con información de The Astrophysical Journal Letters
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