Imagínese el año 2158. Está haciendo un doctorado en vulcanología planetaria en la Universidad de Utopia Planitia en Marte, sobreviviendo con ramen liofilizado mientras busca el exoplaneta perfecto para estudiar. Después de terminar su investigación sobre Io, la luna volcánica de Júpiter, necesitará un mundo rocoso fuera de nuestro sistema solar con un intenso vulcanismo impulsado no por la gravedad, sino por el calor de una estrella cercana. Mejor aún, tiene que estar dentro de los 50 años luz para que su misión de investigación más rápida que la luz (FTL) esté dentro del presupuesto.
Aunque ese escenario es hipotético, hoy los astrónomos ya están estudiando un candidato notable.
Utilizando el telescopio espacial James Webb (JWST) de la NASA, los investigadores buscaron la súper Tierra 55 Cancri e (55 Cnc e), un planeta extremadamente rocoso ubicado a unos 41 años luz de la Tierra. Con aproximadamente 1,88 radios terrestres y aproximadamente 8 masas terrestres, el planeta orbita alrededor del Sol en solo 0,7 días. En comparación, Mercurio tarda 88 días en orbitar nuestro Sol.
Debido a que 55 Cancri e orbita tan cerca de su estrella, los científicos creen que su superficie está lo suficientemente caliente como para permanecer fundida. Sus hallazgos, que han sido presentados para su publicación. Naturaleza AstronomíaLa lava puede proporcionar información valiosa sobre cómo se forman y evolucionan los exoplanetas.
James Webb identificó una atmósfera rica en hidrógeno
El equipo de investigación observó cinco eclipses de 55 Cancri e con JWST y comparó los resultados con modelos antiguos de evolución de exoplanetas rocosos. Estos modelos suelen predecir una atmósfera rica en monóxido de carbono (CO) y dióxido de carbono (CO2).
En cambio, las nuevas observaciones apuntan a una atmósfera rica en monóxido de carbono, relativamente baja en dióxido de carbono (CO2) y sorprendentemente rica en hidrógeno.
Los investigadores también encontraron diferencias entre las cinco observaciones de eclipses. Sugieren que estas variaciones pueden deberse a la desgasificación volcánica o a las nubes formadas a partir de material liberado desde el interior del planeta. Según los investigadores, estas nubes pueden enfriar temporalmente la superficie del planeta antes de que la continua desgasificación las disipe.
El estudio señala: “Dado que las atmósferas secundarias de los planetas rocosos están determinadas por la formación interior y la posterior desgasificación, la composición de sus atmósferas está directamente relacionada con sus condiciones redox interiores. La preferencia por modelos ricos en hidrógeno, junto con las pronunciadas inversiones que crean, sugiere por lo tanto un interior relativamente bajo en oxígeno con niveles bajos de oxígeno en los océanos interiores”.
¿Qué revela la química planetaria?
El estado redox de un planeta describe el equilibrio químico entre oxígeno e hidrógeno/hierro en su interior. 55 Para Cancri e, los resultados indican que se prefiere fuertemente el hidrógeno al oxígeno, lo que ayuda a explicar por qué el planeta tiene una atmósfera rica en hidrógeno.
Debido a que una atmósfera puede reflejar lo que sucede en las profundidades de un planeta, estas observaciones podrían proporcionar una ventana poco común a la química del interior de un mundo alienígena.
Los exoplanetas de lava son cada vez más comunes
El interés en los exoplanetas de lava ha crecido rápidamente durante la última década a medida que se han descubierto más de estos mundos extremos, aunque 55 Cancri E fue identificado por primera vez en 2004.
Otros exoplanetas de lava conocidos incluyen K2-141 b, L 98-59 d, TOI-561 b, HD 63433 d y CoRoT-7 b. Sus períodos orbitales son 6,7 horas, 7,5 días, 10,5 horas, 4,2 días y 20,4 horas respectivamente.
Al igual que 55 Cancri e, estos planetas están fijados por las mareas a sus estrellas anfitrionas y soportan temperaturas extraordinarias. 55 En Cancri e, se cree que la roca fundida se ha condensado permanentemente hacia el sol. Otros mundos, como L 98-59 d, pueden estar cubiertos por un océano de magma global similar al paisaje volcánico de Io, la luna de Júpiter.
Io contra exoplanetas de lava
Aunque tanto los exoplanetas Io como los de lava pueden exhibir un vulcanismo extenso, las fuerzas que impulsan esa actividad son muy diferentes.
Los volcanes de Io funcionan gracias al calentamiento de las mareas. La enorme gravedad de Júpiter expande y contrae constantemente la pequeña luna, generando suficiente calor interno para alimentar erupciones volcánicas masivas.
Los exoplanetas de lava como 55 Cancri E, por el contrario, inicialmente se calientan mientras orbitan muy cerca de sus estrellas anfitrionas. Su intenso calor estelar derrite la roca superficial y, dado que muchos de estos mundos están bloqueados por mareas, las regiones fundidas pueden permanecer concentradas permanentemente durante el día.
A medida que los astrónomos continúen utilizando poderosos observatorios como JWST, 55 Cancri E y otros mundos de lava pueden revelar más sobre la formación, evolución e interiores ocultos de los planetas rocosos más extremos jamás descubiertos.
