Zafiros y rubíes en el cielo

Ilustración de uno de los exóticos candidatos de la súper Tierra, 55 Cnc e, que son ricos en zafiros y rubíes y pueden brillar en colores azul y rojo. Crédito: Thibaut Roger 

A 21 años luz de nosotros, en la constelación de Casiopea, un planeta orbita su estrella con un año que dura solo tres días. Su nombre es HD219134 b. Con una masa casi cinco veces mayor que la de la Tierra, este tipo de planetas se conocen por "super-Tierra". Sin embargo, a diferencia de la Tierra, lo más probable es que no tenga un núcleo de hierro masivo, pero es rico en calcio y aluminio. "Tal vez brilla del rojo al azul como los rubíes y zafiros, porque estas piedras preciosas son óxidos de aluminio que son comunes en el exoplaneta", dice Caroline Dorn, astrofísica del Instituto de Ciencias Computacionales de la Universidad de Zurich. HD219134 b es uno de los tres candidatos que probablemente pertenezcan a una nueva y exótica clase de exoplanetas, Caroline Dorn y sus colegas de las Universidades de Zurich y Cambridge informan de esto ahora en la revista británica MNRAS. 

Los investigadores estudian la formación de planetas utilizando modelos teóricos y comparan sus resultados con datos de observaciones. Se sabe que durante su formación, estrellas como el Sol estaban rodeadas por un disco de gas y polvo en el que nacieron los planetas. Planetas rocosos como la Tierra se formaron a partir de los cuerpos sólidos sobrantes cuando el disco de gas proto-planetario se dispersó. Estos bloques de construcción se condensaron fuera del gas de la nebulosa cuando el disco se enfrió. "Normalmente, estos bloques de construcción se forman en regiones donde se han condensado elementos formadores de rocas como el hierro, el magnesio y el silicio", explica Dorn, quien está asociado a NCCR Plan-etS. Los planetas resultantes tienen una composición similar a la Tierra con un núcleo de hierro. La mayoría de los súper-tierras conocidos hasta ahora se han formado en tales regiones. 

La composición de las súper-Tierras es más diversa de lo esperado. 

Pero también hay regiones cercanas a la estrella donde hace mucho más calor. "Allí, muchos elementos todavía están en la fase gaseosa y los bloques de construcción planetarios tienen una composición completamente diferente", dice el astrofísico. Con sus modelos, el equipo de investigación calculó cómo debería verse un planeta que se está formando en una región tan caliente. Su resultado: el calcio y el aluminio son los componentes principales junto con el magnesio y el silicio, y casi no hay hierro. "Es por esto que tales planetas no pueden, por ejemplo, tener un campo magnético como el de la Tierra", dice Dorn. Y debido a que la estructura interna es muy diferente, su comportamiento de enfriamiento y su atmósfera también diferirán de los de las súper-Tierras normales. Por lo tanto, el equipo habla de una nueva y exótica clase de súper-Tierras formadas a partir de condensados ​​de alta temperatura. 

"Lo que es emocionante es que estos objetos son completamente diferentes de la mayoría de los planetas similares a la Tierra", dice Dorn, "si realmente existen". La probabilidad es alta, como explican los astrofísicos en su artículo. "En nuestros cálculos, encontramos que estos planetas tienen una densidad de 10 a 20 por ciento más baja que la de la Tierra", explica el primer autor. El equipo también analizó otros exoplanetas con densidades similarmente bajas. "Observamos diferentes escenarios para explicar las densidades observadas", dice Dorn. Por ejemplo, una atmósfera espesa podría llevar a una densidad general más baja. Pero dos de los exoplanetas estudiados, 55 Cancri e y WASP-47e, orbitan su estrella tan cerca que su temperatura superficial es de casi 3000 grados y habrían perdido esta envoltura de gas hace mucho tiempo. "En HD219134 b hace menos calor y la situación es más complicada", explica Dorn. A primera vista, la menor densidad también podría explicarse por los océanos profundos. Pero un segundo planeta que orbita la estrella un poco más lejos hace que este escenario sea poco probable. Una comparación de los dos objetos mostró que el planeta interior no puede contener más agua o gas que el exterior. Todavía no está claro si los océanos de magma pueden contribuir a la densidad más baja. 

"Entonces, hemos encontrado tres candidatos que pertenecen a una nueva clase de súper-Tierras con esta composición exótica", resume el astrofísico. Los investigadores también están corrigiendo una imagen anterior de Super-Earth 55 Cancri e, que llegó a los titulares en 2012 como el "diamante en el cielo". Los investigadores habían asumido previamente que el planeta consistía en gran parte de carbono, pero tuvieron que abandonar esta teoría sobre la base de observaciones posteriores. "Estamos convirtiendo el supuesto planeta diamante en un planeta de zafiro", se ríe Dorn. 

Referencia: 

C. Dorn, JHD Harrison, A. Bonsor, T. Hands: "Una nueva clase de súper-Tierras formadas a partir de condensados ​​de alta temperatura: HD219134 b, 55 Cnc e, WASP-47 e", MNRAS . 19 de diciembre de 2018. Doi: 10.1093/mnras/sty3435

Fuente: Universidad de Zúrich,