Entre polvo y escombros - Anexo (I)

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ANEXO (I)

LA BÚSQUEDA DE OTROS MUNDO CONTINÚA

En la página 29 del libro, entramos en el capítulo «Neptunos y pulsantes» donde pongo ejemplos de exoplanetas que han sido clasificados como tales, pero los nuevos estudios cercanos a la fecha de hoy, añade nueva información a cerca de estos mundos:

Los minineptunos no serían mundos con océanos de magma, la presión extrema de sus atmósferas los convierten en mundos rocosos y no en planetas fundidos.

Los minineptunos son uno de los tipos de planetas más comunes del universo, con radios que oscilan entre 0,75 y 4 veces el terrestre. El patrón está claro: cuanto mayor sea el peso molecular medio de la atmósfera y más masiva la envoltura gaseosa, más probabilidades hay de que el planeta tenga la corteza sólida.

GJ1214b, es un minineptuno ubicado en Ophiuco con una metalicidad muy superior a la solar, lo que implica una composición pesada, posiblemente rica en agua y compuestos complejos. En esas condiciones, las presiones en la frontera entre la atmósfera y el manto son tan altas que la roca no puede permanecer líquida. Este planeta no sería un océano de magma, sino un planeta sólido con una atmósfera gigante.

Representación artística del exoplaneta (NASA)

Un estudio identifica cinco variables clave que determinan el estado superficial de un minineptuno:

1.- LA MASA PLANETARIA, cuanta más masa, mayor presión sobre el núcleo.

2.- TEMPERATURA SUPERFICIAL, controla si la roca puede fundirse o no.

3.- PRESIÓN RADIOACTIVA-CONVECTIVA, indica la edad y el equilibrio térmico del planeta.

4.- FRACCIÓN DE MASA DE LA ENVOLTURA GASEOSA, cuanto más gas, mayor es la presión sobre la superficie.

5.- PESO MOLECULAR MEDIO, las atmósferas más pesadas solidifican antes la roca.

Los modelos revelan que sólo los planetas jóvenes y calientes, con envolturas delgadas, podrían mantener océanos de magma activos. En los demás, la superficie se enfría y se solidifica con el paso del tiempo, endureciendo el planeta hasta convertirlo en una esfera de roca comprimida.

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En el capítulo «En busca de un nuevo modelo» en la página 23, hablo de la posibilidad de que el disco protoplanetario se rompa y los planetas se formen independientemente, poniendo el caso de un exoplaneta que gira en torno a una enana roja. Ahora os pongo el caso de un exoplaneta que gira alrededor de una gigante blanca:

29 Cygni b, un planeta un tanto especial. Gira en torno a una estrella blanca  dos veces más grande que el Sol y una masa 1,8 veces la solar a 133 años luz. Su masa, 15 veces la joviana, pone en jaque el límite de lo que se considera planeta y enana marrón. Con el James Webb, se ha conseguido estudiar la composición atmosférica de estrellas y exoplanetas, teniendo en cuenta como refleja la luz. Este exoplaneta es rico en metales en comparación a la estrella donde se ubica, y esto es compatible con los discos de acreción con una gran cantidad de sólidos cargados de metales, confirmando así su característica planetaria; aunque se abre la posibilidad de que se formara por un proceso de fragmentación del disco protoplanetario en lugar de un crecimiento de menos a más, ya que se encuentra a unos 2.400 millones de km de su estrella.

Recreación artística del exoplaneta (NASA)

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OTROS PLANETAS RAROS

Siguiendo con el capítulo de búsqueda de modelos, hay planetas que siguen dando problemas por sus características orbitales, os pongo dos ejemplos actuales:

TOI 201, el telesccopio espacial TESS y la misión ASTEP (Antartic Search for Transiting Exo Planets), los astrónomos descubrieron un sistema planetario raro y extraño. Tienen órbitas que cambian tan rápidamente que se pueden observar los cambios en tiempo real. La estrella es 1,3 veces más pesada y mayor que nuestro Sol. Su sistema planetario está formado por una supertierra rocosa seis veces la masa terrestre y cuyo año es de apenas 5,8 días terrestres; un gigante gaseoso con la mitad de la masa de Júpiter que completa una órbita cada 53 días y otro gigante gaseoso con 16 veces la masa joviana que completa una órbita cada 7,9 años terrestres, considerado una enana marrón por su composición atmosférica. 

Este sistema tiene una órbita aplanada menos este último planeta que tiene una órbita elíptica e inclinada que ejerce una atracción gravitatoria sobre los planetas interiores provocando cambios en la orientación de las órbitas y sus sincronizaciones. La situación es tan extrema, que se estima que en unos 200 años, los planetas ya no transitarán su estrella bajo nuestra perspectiva.

Representación artística del sistema (NASA)

Epsilon Indi Ab, situado a 12 años luz de nuestra casa, es un exoplaneta gigante semejante a Júpiter en tamaño y distancia a su estrella, aunque ésta es algo más pequeña y fría que el Sol. Un equipo del Instituto Max Planck de astronomía en Heidelberg, lo ha estudiado con el instrumento MIRI del James Webb y ha obtenido imágenes directas del planeta que tiene una masa 7,6 veces la joviana y una temperatura que oscila entre -70 y 20ºC, mucho más cálido que Júpiter (-130ºC) por el calor residual de su formación. 

El modelo predecía una atmósfera dominada por el amoniaco gaseoso, sin nubes de amoniaco, a diferencia de Júpiter, pero las observaciones mostraron menos amoniaco de lo esperado, posiblemente por la presencia de nubes irregulares de hielo de agua en las capas altas de la atmósfera que estarían ocultando parte del gas.

Crédito NASA