Exoplanetas Helados y Rocosos

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Este póster visualiza más de 800 exoplanetas conocidos que se cree que son rocosos o terrestres, ordenados según la cantidad de calor que reciben, comparando sus tamaños relativos y proporcionando una ventana a cómo podrían verse.

Desde el descubrimiento de los primeros exoplanetas conocidos en 1992, en órbita alrededor del púlsar PSR B1257+12, hemos encontrado y confirmado más de 5.332 mundos distintos y diversos en más de 3.930 sistemas estelares repartidos por toda nuestra galaxia.

A grandes rasgos, pueden dividirse en gigantes gaseosos similares a Júpiter o Saturno, gigantes de hielo como Neptuno y planetas rocosos como Mercurio, Venus y la Tierra, algunos de los cuales podrían albergar vida.

Sin embargo, no todos ellos son similares a los planetas de nuestro sistema solar; hemos descubierto mundos exóticos muy diversos, como júpiteres calientes con nubes de roca fundida, mundos de agua cubiertos por un superocéano de una profundidad insondable, planetas de lava al rojo vivo o planetas más oscuros que el carbón.

Con la ayuda de modelos científicos e información actualizada, este póster intenta visualizar artísticamente más de 800 exoplanetas conocidos que se cree que son rocosos o terrestres, ordenados según la cantidad de calor que reciben de sus estrellas, comparando sus tamaños relativos y proporcionando una ventana a cómo podrían ser.

Gracias a métodos como la espectroscopia doppler, la microlente y la fotometría de tránsito, podemos estimar con bastante precisión las dimensiones y la masa de muchos planetas, así como calcular la cantidad de calor que les llega desde su estrella

El telescopio espacial Kepler, en particular, ha proporcionado los datos más valiosos y precisos.

Los planetas con un radio inferior a 1,6 veces el de la Tierra son probablemente planetas terrestres con un interior formado en su mayor parte por roca y metal, la mayoría de los cuales tiene una superficie sólida. Más allá de este punto, es probable que los planetas acumulen cada vez más gases, llegando a parecerse más a una versión caliente de Urano, con una atmósfera gaseosa en transición hacia un manto líquido.

La mayoría de los planetas terrestres conocidos pertenecen a una clase de "supertierras", hasta varias veces más masivas que nuestro planeta.

Los mundos terrestres más fríos estarían cubiertos por una corteza de diversos hielos, como hielo de agua, hielo seco, metano o incluso nitrógeno sólido. Con una atmósfera suficientemente densa de nitrógeno, metano o amoníaco, los planetas terrestres fríos podrían poseer lagos y ríos de amoníaco líquido o diversos hidrocarburos, como la luna Titán de Saturno. Podrían poseer un océano de agua líquida bajo la superficie, donde podría surgir la vida cerca de los respiraderos hidrotermales.

Los mundos helados exóticos podrían presentar nubes criogénicas y lluvia de nitrógeno líquido, neón, monóxido de carbono u oxígeno.

Por encima de una temperatura de equilibrio de -100 °C, con una atmósfera suficientemente densa, los planetas podrían poseer ya lagos u océanos de agua líquida, lo que los haría potencialmente habitables. Algunos exoplanetas podrían estar totalmente cubiertos de agua líquida, formando un océano global de decenas de kilómetros de profundidad.

Dado que las primeras formas de vida se desarrollaron en la Tierra muy poco después de su formación, es probable que muchos planetas de la zona habitable posean al menos vida unicelular primitiva.

Cuanto más tiempo pase un planeta en la zona habitable tras su formación, mayor será la probabilidad de que haya vida compleja en su superficie. Muchos planetas en órbita alrededor de estrellas enanas rojas, como el sistema TRAPPIST, podrían seguir siendo habitables durante cientos de miles de millones de años en el futuro, aunque la mayor actividad estelar y la llamarada de muchas estrellas de este tipo podrían dificultarlo.

Se calcula que sólo en nuestra galaxia hay casi 9.000 millones de planetas del tamaño de la Tierra dentro de la zona habitable de su estrella, ¡más de un planeta por cada persona viva!

En el límite interior de la zona habitable, los planetas con una temperatura de equilibrio superior a 40 ºC pueden sufrir un efecto invernadero galopante. Toda su agua se evaporaría en la atmósfera en forma de vapor, provocando un aumento de las temperaturas en la superficie del planeta hasta niveles inhóspitos.

Muchos de estos planetas acabarían como Venus: el viento solar se llevaría todo el hidrógeno de su atmósfera de vapor, dejando una atmósfera seca y caliente de dióxido de carbono y nitrógeno. Las nubes de estos planetas probablemente estarían compuestas de ácido sulfúrico y otros compuestos de azufre, como en Venus.

A medida que los planetas se calientan, es cada vez más difícil conservar una atmósfera debido al viento estelar y al calor. Los planetas rocosos pequeños probablemente perderían la mayor parte de su atmósfera, por lo que serían desnudos, grises y rocosos.

Sin embargo, los planetas suficientemente grandes podrían seguir teniendo atmósfera, con neblinas de hollín y nubes formadas por diversos compuestos de azufre, cloruros o incluso sal fundida.

Los planetas de más de 800 °C son lo bastante calientes como para irradiar visiblemente un color rojo apagado. A temperaturas aún más altas, el calor puro combinado con los efectos de las mareas fundiría partes de la superficie de los planetas, creando lagos y océanos de lava.

Los planetas rocosos más calientes podrían estar completamente fundidos, con nubes y lluvia de silicatos, vidrio fundido o incluso corindón y hierro.

Es probable que los planetas cercanos a su estrella progenitora estén bloqueados por las mareas, como la Luna lo está por la Tierra. Un lado del planeta estaría siempre orientado hacia la estrella, mientras que el otro estaría envuelto en una oscuridad permanente.

Veamos algunos de los exoplanetas más interesantes de los cientos que se pueden encontrar en el póster.

TRAPPIST-1B:

Es uno de los ocho planetas que orbitan alrededor de una estrella enana roja muy pequeña y débil. Es probable que todos los planetas del sistema sean terrestres, y tres de ellos se encuentran en la zona habitable. Todos ellos encajarían bien en la órbita de Mercurio, y los planetas se acercan tanto entre sí que los planetas vecinos pueden parecer tan grandes y brillantes en el cielo nocturno como nuestra Luna.

PRÓXIMA B:

Exoplaneta terrestre ligeramente mayor que la Tierra, situado en la zona habitable de Próxima Centauri, la estrella más cercana al sistema solar, a 4,25 años luz de distancia. En el futuro, es probable que sea el primer exoplaneta al que enviemos una sonda. Utilizando el motor Orión, diseñado para acelerar una nave espacial detonando continuamente miles de bombas termonucleares detrás de ella, tal viaje podría durar menos de un siglo.

KEPLER-277B:

Un planeta rocoso "megaterrestre" casi tan masivo como Saturno, cuya masa le hace contraerse hacia el interior. Su superficie es sólida y su gravedad aplastante, más de 10 veces superior a la de la Tierra.

55 CANCRI E:

Planeta con un océano de lava que cubre toda su superficie. Es probable que el interior del planeta esté compuesto en gran parte por carbono, la mayor parte en forma de diamante.

KEPLER-70B:

Posiblemente el exoplaneta más caliente conocido, con una superficie más caliente que la del Sol. En su origen, podría haber sido un gigante gaseoso al que su estrella despojó de todos sus gases, dejando sólo un núcleo de roca y metal. El planeta acabará completamente vaporizado por el calor de su estrella.

Los sistemas de anillos de la infografía son un añadido artístico. No es inconcebible que muchos planetas rocosos de la galaxia tengan un sistema de anillos. El propio Marte tendrá su propio sistema de anillos en el futuro, cuando su luna Fobos se acerque demasiado al planeta.

FUENTE: Halcyon Maps