Hemos aprendido mucho sobre los planetas de nuestro entorno más cercano, y durante mucho tiempo supusimos que el resto de la galaxia tenía un aspecto similar. Un planeta rocoso implicaba una estructura bien definida: un núcleo metálico denso, un manto de silicatos y una atmósfera delgada en la parte superior. Esa imagen funciona bien para la Tierra.
Pero según un nuevo artículo enviado al Astrophysical Journal, podría no funcionar para la mayoría de los planetas rocosos del universo. El tipo de planeta más común que hemos encontrado alrededor de otras estrellas es una clase de mundos llamados subneptunos : planetas más grandes que la Tierra pero más pequeños que Neptuno . Sus primos cercanos, las supertierras, son ligeramente más pequeñas y probablemente perdieron la mayor parte de su hidrógeno hace mucho tiempo. La explicación clásica dice que estos planetas se formaron esencialmente de la misma manera que la Tierra , solo que con diferentes cantidades de gas residual acumulado en la parte superior. El hierro se hunde hacia el centro, la roca de silicato flota sobre él, y el hidrógeno se encuentra encima de eso.
Pero aquí está el detalle. A las presiones y temperaturas que existen en el interior de un subneptuno, el hidrógeno, el silicato y el hierro no se comportan como lo hacen cerca de la superficie de la Tierra. Por encima de los 4000 grados Kelvin, el hidrógeno y el silicato fundido se vuelven completamente miscibles. Dejan de ser aceite y agua y se convierten en un solo fluido. Los autores de un nuevo estudio, publicado en el Astrophysical Journal y disponible actualmente en arXiv, analizaron las implicaciones de esto para la estructura de estos planetas, y la respuesta es sorprendente.
Si un planeta acumula menos del uno por ciento de su masa en hidrógeno, sigue el patrón habitual y forma un núcleo metálico bien definido, como la Tierra. Pero si acumula más hidrógeno, todo el interior del planeta se convierte en un fluido turbulento y mixto de hierro, silicato e hidrógeno. Sin núcleo. Sin manto. Solo una mezcla homogénea que se extiende hasta unos pocos miles de kilómetros del centro.
Esto supone un cambio significativo respecto a cómo solemos representar estos mundos en sección transversal. La estructura interna determina cómo se enfría un planeta, cómo retiene su atmósfera y cómo evoluciona su radio con el tiempo. Los autores descubren que este marco de miscibilidad puede reproducir varias características que ya observamos en la población de exoplanetas y que los antiguos modelos de capas no lograban explicar.
Una de esas características es la brecha de radio, el curioso déficit de planetas justo entre los tamaños de las supertierras y los subneptunos que han sido cartografiados por el Telescopio Espacial James Webb y el Telescopio Espacial Kepler .
Otro factor es la dependencia del radio planetario con respecto al período orbital. Ambos se explican naturalmente si se asume que los subneptunos jóvenes almacenan una fracción sustancial de su hidrógeno dentro de su interior miscible, para luego liberarlo lentamente hacia la envoltura exterior a medida que el planeta se enfría y la región de miscibilidad se reduce. El hidrógeno, literalmente, burbujea fuera de la roca a lo largo de cientos de millones de años.
eso es lo que hace que este artículo sea más que un experimento mental. Si el hidrógeno se está liberando gradualmente del interior hacia la atmósfera, entonces los subneptunos jóvenes deberían contraerse más lentamente de lo que predicen los modelos estándar.
Deberían verse un poco más hinchados de lo que correspondería a su edad. Ahora estamos empezando a encontrar subneptunos alrededor de estrellas muy jóvenes (principiantes cósmicos, de apenas decenas de millones de años) donde esta característica podría medirse. El JWST y la próxima generación de estudios de tránsito aportarán datos numéricos al respecto.
Las advertencias son reales. El modelo se basa en extrapolaciones teóricas sobre cómo se comportan el hidrógeno, el silicato y el hierro en condiciones que aún no podemos reproducir en un laboratorio, aunque los experimentos a alta presión están empezando a alcanzar ese nivel. Los balances térmicos internos de estos planetas aún son inciertos, y pequeños errores en esos parámetros se propagan a las predicciones. Además, el enfoque de modelado inverso que utilizan los autores (partir de la población planetaria observada y retroceder hasta la física que la produjo) es necesariamente estadístico, no determinista.
Aun así, la premisa básica es audaz y clara. El tipo de planeta más común en la galaxia podría no parecerse en nada a la Tierra por dentro. El concepto familiar de núcleo planetario, ese pequeño y denso corazón metálico que damos por sentado, podría ser la excepción y no la regla. La Tierra podría ser la excepción.https://www.space.com/astronomy/exoplanets/the-most-common-type-of-planet-in-the-galaxy-may-not-look-anything-like-earth-on-the-inside
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