Los astrónomos creen que han subestimado en hasta diez veces la cantidad de agua oculta en los exoplanetas
NotMid 20/08/2024
Ciencia y Tecnología
Una órbita a una distancia prudencial de su estrella, suficiente gravedad para darle forma esférica, una atmósfera y agua en abundancia. Con estas cuatro reglas, los astrónomos se han puesto a buscar planetas en los que sería posible la vida, y ya han encontrado más de 10.000. Sin embargo, ahora creen que muchos han sido descartados injustamente por carecer de agua, cuando en realidad se encontraría oculta bajo la superficie.
Sabemos que la Tierra tiene un núcleo de hierro rodeado de un manto de roca de silicato y océanos en su superficie. La ciencia ha utilizado nuestro modelo para investigar los exoplanetas pero en los últimos años la cosa ha cambiado. “Nos hemos dado cuenta de que son mucho más complejos de lo que pensábamos“, apunta Caroline Dorn, catedrática de exoplanetas en la ETH de Zúrich.
El inicio de este estudio de Dorn, Haiyang Luo y Jie Deng, de la Universidad de Princeton, y que acaba de publicar Nature Astronomy fue el resultado de una investigación de hace cuatro años sobre la cantidad de agua que existe en la Tierra, y que arrojó un resultado sorprendente: los océanos de la superficie contienen solo una pequeña fracción del agua total. Más de 80 de océanos podrían estar ocultos en su interior. A esto se ha llegado mediante simulaciones del comportamiento del agua en condiciones similares a las que prevalecían cuando la Tierra era joven, tal y como se presentan miles de exoplanetas descubiertos en la actualidad.
Al estar cerca de su estrella, eso significa que la mayoría están compuestos principalmente por mundos calientes con océanos de magma fundido, y que aún no se han enfriado para formar un manto sólido de lecho rocoso de silicato, como en la Tierra.
“El núcleo de hierro tarda en formarse. Una gran parte del hierro está inicialmente contenido en la sopa de magma caliente en forma de gotitas. El agua secuestrada en esta sopa se combina con estas gotitas de hierro y se hunde con ellas hasta el núcleo. Las gotitas de hierro se comportan como un ascensor que es transportado hacia abajo por el agua”, explica Dorn.
La distribución del agua también es importante para comprender cómo se forman y se desarrollan los planetas. El agua que se ha hundido hasta el núcleo queda atrapada allí para siempre. Sin embargo, el agua disuelta en el océano de magma del manto puede desgasificarse y ascender a la superficie durante el enfriamiento del manto. “Por lo tanto, si encontramos agua en la atmósfera de un planeta, probablemente haya mucha más en su interior“, explica Dorn.
Hasta ahora, este comportamiento sólo se conocía en condiciones de presión moderada, como las que se dan en la Tierra. No se sabía qué ocurre en planetas más grandes con condiciones de presión interna más altas. “Cuanto más grande es el planeta y mayor es su masa, más tiende el agua a irse con las gotitas de hierro y a integrarse en el núcleo“, explica Dorn
Estos nuevos hallazgos sobre la distribución del agua en los planetas, explican los investigadores, tiene consecuencias dramáticas para la reinterpretación de todos los datos de observación astronómica. Con sus telescopios en el espacio y en la Tierra, los astrónomos pueden medir en determinadas condiciones el peso y el tamaño de un exoplaneta, y con ellos extraer conclusiones sobre la composición del planeta. Si al hacerlo, como ha sucedido hasta ahora, se ignora la solubilidad y la distribución del agua, el volumen puede subestimarse drásticamente en hasta en diez veces. “Los planetas son mucho más abundantes en agua de lo que se creía anteriormente”, dice Dorn.
Esto es lo que pretende averiguar el telescopio espacial James Webb , que desde hace dos años envía datos desde el espacio a la Tierra, y que es capaz de rastrear moléculas en la atmósfera de los exoplanetas. “Sólo se puede medir directamente la composición de la atmósfera superior de los exoplanetas. Nuestro grupo quiere establecer la conexión entre la atmósfera y las profundidades interiores de los cuerpos celestes”, explica Dorn.
Los nuevos datos del exoplaneta TOI-270d son especialmente interesantes. “Allí se han recogido pruebas de la existencia real de este tipo de interacciones entre el océano de magma de su interior y la atmósfera”, afirma Dorn, quien también desea estudiar más de cerca el planeta K2-18b, a unos 120 años luz, y 8,6 veces más grande que la Tierra, y que ha sido noticia por la probabilidad de que en él haya vida.
Agencias