Licuar un exoplaneta rocoso

Impresión artística del interior de un planeta rocoso fundido y caliente. Crédito: © Universidad de Berna, ilustración: Thibaut Roger.

Los exoplanetas rocosos que son alrededor del tamaño de la Tierra son relativamente pequeños, lo que los hace increíblemente difíciles de detectar y caracterizar utilizando telescopios. ¿Cuáles son las condiciones óptimas para encontrar planetas tan pequeños que permanecen en la oscuridad? "Un planeta rocoso que está caliente, fundido y que posiblemente alberga una gran atmósfera desgasificada cumple todos los requisitos", dice Dan Bower, astrofísico del Centro para el Espacio y la Habitabilidad (CSH) de la Universidad de Berna. Tal planeta podría verse más fácilmente con telescopios debido a la fuerte radiación saliente que su contraparte sólida. SNSF Ambizione y CSH Fellow continúan: "De acuerdo, no querrías ir de vacaciones a uno de estos planetas, pero es importante estudiarlos, ya que muchos, si no todos, los planetas rocosos comienzan su vida como masas fundidas, pero eventualmente algunos pueden volverse habitables como la tierra 

Los planetas rocosos se construyen a partir de las sobras de las sobras. "Todo lo que no llega a la estrella central o un planeta gigante tiene el potencial de terminar formando un planeta terrestre mucho más pequeño", dice Bower: "Tenemos razones para creer que los procesos que ocurren durante los primeros años de vida de un es fundamental para determinar su devenir". Por lo tanto, Bower y un equipo de posdoctorados, predominantemente dentro de la red PlanetS, estaban intrigados por descubrir la naturaleza observable de tal planeta. Su estudio se ha publicado ahora en la revista Astronomy & Astrophysics. Muestra que una Tierra fundida en realidad sería un 5% más grande en radio que una Tierra sólida, y esto se debe a la diferencia en el comportamiento de los materiales fundidos frente a los sólidos en las condiciones extremas de un interior planetario. "En esencia, un silicato fundido ocupa más volumen que su sólido equivalente, y esto aumenta el tamaño del planeta", explica Bower. 

Una diferencia que CHEOPS puede detectar 

En la caracterización de exoplanetas fuera de nuestro sistema solar y la búsqueda de mundos potencialmente habitables, los investigadores de la Universidad de Berna se encuentran entre los líderes mundiales. Aunque la detección de un planeta rocoso alrededor de una estrella brillante similar al Sol permanecerá fuera de alcance al menos hasta el lanzamiento de la misión espacial PLATO en 2026, los planetas del tamaño de la Tierra alrededor de estrellas más frías y más pequeñas, como las enanas rojas Trappist-1 o Proxima b ahora están listos para tomar el centro del escenario. Curiosamente, la diferencia del 5% en los radios planetarios se puede medir con las instalaciones de observación actuales y futuras, especialmente el telescopio espacial CHEOPS que se desarrolló y ensambló en Berna y se lanzará a finales de este año. De hecho, los últimos datos de exoplanetas ya proporcionan una idea de que los planetas fundidos de baja masa, sostenidos por una intensa luz estelar, están presentes en el catálogo de exoplanetas. Por lo tanto, algunos exoplanetas podrían ser similares a la Tierra en términos de bloques de construcción similares, pero tienen diferentes cantidades de roca sólida y fundida para explicar las variaciones observadas en el tamaño del planeta. "No necesariamente deben estar hechos de materiales ligeros exóticos para explicar los datos", dice Bower. 

Sin embargo, incluso un planeta totalmente fundido puede no ser capaz de explicar la observación de los planetas de baja densidad más extremos. Pero sobre esto, el equipo de investigación también tiene una propuesta: los planetas fundidos al principio de su vida pueden expulsar grandes atmósferas de especies volátiles que originalmente estaban atrapadas dentro del magma en el interior del planeta. Esto podría explicar una disminución adicional en la densidad planetaria observada. El telescopio espacial James Webb (JWST) debería poder distinguir una atmósfera tan desgasificada en un planeta alrededor de una enana roja fría si está dominada por agua o dióxido de carbono. 

Además de las consecuencias para las observaciones, Bower, con sus raíces como Científico de la Tierra, ve su estudio en un contexto más amplio: "Claramente, nunca podemos observar nuestra propia Tierra en su historia cuando también estaba caliente y fundida. Pero curiosamente, La ciencia exoplanetaria está abriendo la puerta a las observaciones de los primeros análogos de la Tierra y los primeros análogos de Venus que podrían afectar en gran medida nuestra comprensión de los planetas de la Tierra y del Sistema Solar. Pensar en la Tierra en el contexto de los exoplanetas, y viceversa, ofrece nuevas oportunidades para comprender los planetas. dentro y más allá del Sistema Solar ". 

Fuente: Universidad de Berna,