Los planetas rocosos distantes podrían ser muy diferentes a la Tierra
Los astrónomos han descubierto más de 4100 planetas orbitando estrellas en nuestra galaxia, a los que se le conoce como exoplanetas. Una de las tantas preguntas que se hacen los expertos es cómo están compuestos o si alguno se parece a la Tierra, con la posible idea que que alberguen vida.
Para intentar averiguarlo, el astrónomo Siyi Xu del
Laboratorio Nacional de Investigación que trabaja en Astronomía
Óptica-Infrarroja en la Fundación Nacional para las Ciencias de Estados Unidos
junto con el geólogo Keith Putirka, de la Universidad Estatal de California,
estudiaron las atmósferas de lo que se conoce como estrellas enanas blancas
contaminadas. Estos distantes objetos brillantes son núcleos densos y
colapsados de estrellas que alguna vez fueron normales, como nuestro Sol, y que
contienen material que alguna vez fueron planetas, asteroides u otros cuerpos
rocosos. Objetos que en el pasado distante orbitaron la estrella, pero que en
algún momento cayeron en esta enana blanca y “contaminaron” su atmósfera.
Los expertos buscaron elementos que no existirían
naturalmente en la atmósfera de una enana blanca (es decir, cualquier otra cosa
que no sea hidrógeno y helio), para identificar de qué estaban hechos los
objetos planetarios rocosos que cayeron en la estrella. Putirka y Xu observaron
23 enanas blancas contaminadas, situadas a unos 650 años luz del Sol, en las
cuales se habían detectado con precisión elementos como calcio, silicio,
magnesio y hierro, gracias a las observaciones realizadas en el Observatorio WM
Keck en Hawai, el Telescopio Espacial Hubble, y otros observatorios.
“Estos planetas podrían ser completamente ajenos a
lo que estamos acostumbrados a pensar”, explicó el geólogo Putirka de la
Universidad Estatal de California en Fresno sobre el trabajo científico
publicado en la revista Nature Communications. Pero deducir de qué estaba hecho
un planeta desaparecido a partir de lo que dejó atrás está plagado de
dificultades, advierte el científico planetario de Caltech, David Stevenson.
“Los mundos rocosos fuera del sistema solar pueden tener composiciones químicas
exóticas”, deslizó. Los científicos usaron las abundantes medidas de esos
elementos para reconstruir los minerales y rocas que se formarían a partir de
ellos.
Descubrieron que estas enanas blancas tienen una
gama de composiciones mucho más amplia que cualquiera de los planetas
interiores de nuestro sistema solar, lo que sugiere que sus planetas tenían una
variedad más amplia de tipos de rocas. De hecho, algunas de las composiciones
son tan inusuales que los investigadores tuvieron que crear nuevos nombres
(como “piroxenitas de cuarzo” y “dunitas de periclasa”) para clasificar los
nuevos tipos de rocas que alguna vez existieron en esos planetas. “Si bien
algunos exoplanetas que en el pasado orbitaron enanas blancas contaminadas
parecen similares a la Tierra, la mayoría tiene unos tipos de rocas que son
extrañas para nuestro sistema solar. No tienen contrapartes directas en él”,
dijo Xu.
Después de que una estrella como el sol se expande y
se convierte en una estrella gigante roja, finalmente expulsa su atmósfera,
dejando atrás su pequeño y denso núcleo, que se convierte en una enana blanca.
La gran gravedad de esa estrella arrastra elementos químicos pesados hacia su
interior, por lo que la mayoría de las enanas blancas tienen superficies
prístinas de hidrógeno y helio.
Pero más de una cuarta parte de estas estrellas
lucen superficies con elementos más pesados como el silicio y el hierro,
presumiblemente de planetas que una vez rodearon la estrella y encontraron sus
extremos cuando se expandió hasta convertirse en una gigante roja. Los
elementos pesados de estas enanas blancas aún no han tenido tiempo de hundirse
bajo la superficie estelar.
Putirka describió algunas características de este
nuevo tipo de rocas que en algún momento conformaron cuerpos rocosos distantes:
“Algunos tipos de rocas que vemos a partir de los datos de la enana blanca
disolverían más agua que las rocas en la Tierra y podrían afectar la forma en
que se desarrollan los océanos. Algunos tipos de rocas pueden derretirse a
temperaturas mucho más bajas y producir una corteza más gruesa que las rocas de
la Tierra, y algunos tipos de rocas pueden ser más débiles, lo que podría
facilitar el desarrollo de la tectónica de placas”, agregó.
Estudios anteriores de enanas blancas contaminadas
habían encontrado elementos de cuerpos rocosos, como calcio, aluminio y litio.
Sin embargo, Putirka y Xu explican que esos son elementos menores (que
típicamente constituyen una pequeña parte de una roca terrestre) y las
mediciones de los elementos principales (que conforman una gran parte de una
roca terrestre), especialmente el silicio, son necesarias para saber realmente
qué tipo de tipos de rocas habrían existido en esos planetas. Además, Putirka y
Xu afirman que los altos niveles de magnesio y los bajos niveles de silicio
medidos en las atmósferas de las enanas blancas sugieren que los escombros
rocosos detectados probablemente provenían del interior de los planetas, del
manto, no de su corteza.
Algunos estudios previos de enanas blancas
contaminadas anticiparon que existía corteza continental en los planetas
rocosos que alguna vez orbitaron esas estrellas, pero Xu y Putirka no
encontraron evidencia de rocas de la corteza. Sin embargo, las observaciones no
descartan por completo que los planetas tuvieran corteza continental u otros tipos
de corteza. “Creemos que sí existe roca de la corteza terrestre, no podemos
verla, probablemente porque ocurre en una fracción demasiado pequeña para ser
medida, en comparación con la masa de otros componentes planetarios, como el
núcleo y el manto”, precisó Putirka.
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