Mundos extrasolares tienen rocas desconocidas en nuestro Sistema Solar
La mayoría de planetas rocosos que orbitan estrellas cercanas son más diversos y exóticos de lo pensado, con tipos de rocas que no se encuentran en nuestro Sistema Solar, según un nuevo estudio.
Los astrónomos han descubierto miles de planetas
orbitando estrellas en nuestra galaxia, conocidos como exoplanetas. Sin
embargo, es difícil saber de qué están hechos exactamente estos planetas o si
alguno se parece a la Tierra.
Para intentar averiguarlo, el astrónomo Siyi Xu del
NOIRLab de NSF se asoció con el geólogo Keith Putirka de la Universidad Estatal
de California, Fresno, para estudiar las atmósferas de lo que se conoce como
enanas blancas contaminadas.
Estos son los núcleos densos y colapsados de
estrellas que alguna vez fueron normales, como el Sol, que contienen material
extraño de planetas, asteroides u otros cuerpos rocosos que alguna vez
orbitaron la estrella pero que finalmente cayeron en la enana blanca y
“contaminaron” su atmósfera. Los resultados se publican en NatureCommunications.
Al buscar elementos que no existirían naturalmente
en la atmósfera de una enana blanca (cualquier cosa que no sea hidrógeno y
helio), los científicos pueden descubrir de qué están hechos los objetos
planetarios rocosos que cayeron en la estrella.
Putirka y Xu observaron 23 enanas blancas
contaminadas, todas a unos 650 años luz del Sol, donde se habían medido con
precisión calcio, silicio, magnesio y hierro utilizando el Observatorio WM Keck
en Hawai, el Telescopio Espacial Hubble, y otros observatorios. Luego, los
científicos usaron las abundancias 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 Putirka y Xu tuvieron que crear nuevos nombres (como
“piroxenitas de cuarzo” y “dunitas de periclasa”) para clasificar los nuevos
tipos de rocas que debieron existir en esos planetas.
“Si bien algunos exoplanetas que alguna vez orbitaron
enanas blancas contaminadas parecen similares a la Tierra, la mayoría tiene
tipos de rocas que son exóticas para nuestro Sistema Solar”, dijo Xu. “No
tienen contrapartes directas en el Sistema Solar”.
Putirka describe lo que estos nuevos tipos de rocas
podrían significar para los mundos rocosos a los que pertenecen. “Algunos de
los tipos de rocas que vemos en 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”, explicó. “Algunos tipos de rocas pueden derretirse a
temperaturas mucho más bajas y producir una corteza más gruesa que las rocas
terrestres, y algunos tipos de rocas pueden ser más débiles, lo que podría
facilitar el desarrollo de la tectónica de placas”.
Estudios anteriores de enanas blancas contaminadas
habían encontrado elementos de cuerpos rocosos, incluidos 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 informaron signos de que
existía corteza continental en los planetas rocosos que alguna vez orbitaron
esas estrellas, pero Putirka y Xu 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 si existe roca de la corteza, no podemos verla,
probablemente porque ocurre en una fracción demasiado pequeña en comparación
con la masa de otros componentes planetarios, como el núcleo y el manto, para
ser medidos”, dijo Putirka en un comunicado.
Según Xu, la pareja de un astrónomo y un geólogo fue
la clave para desvelar los secretos ocultos en las atmósferas de las enanas
blancas contaminadas. “Conocí a Keith Putirka en una conferencia y estaba
emocionado de que pudiera ayudarme a comprender los sistemas que estaba
observando. Me enseñó geología y yo le enseñé astronomía, y descubrimos cómo
dar sentido a estos misteriosos sistemas exoplanetarios”.
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