No hay dos planetas en el Sistema Solar exactamente iguales, pero podemos clasificarlos en términos generales: mundos rocosos como la Tierra, Venus, Mercurio y Marte; gigantes gaseosos Saturno y Júpiter; gigantes de hielo Neptuno y Urano; y planetas enanos, como Plutón y Ceres.
Eso suena bastante diverso, pero los astrónomos acaban de hacer un estudio detallado de un tipo de planeta fascinante que no tenemos: mundos súper hinchados.
De todos los exoplanetas que nuestros esfuerzos han descubierto hasta la fecha, solo unos pocos, menos de 15, han estado hinchados. Estos tres planetas jóvenes, vistos orbitando una estrella a unos 2.600 años luz de distancia, son casi del tamaño de Júpiter, pero tienen menos del uno por ciento de su masa.
Eso significa que tienen una densidad espectacularmente baja; De hecho, son los planetas más hinchados jamás vistos, con una densidad inferior a 0.1 gramos por centímetro cúbico. En declaraciones de prensa, la textura de estos planetas se ha comparado con el algodón de azúcar.
"Este es un ejemplo extremo de lo que es genial de los exoplanetas en general". dijo el científico del exoplaneta Zachory Berta-Thompson de la Universidad de Colorado Boulder (UC Boulder).
"Nos dan la oportunidad de estudiar mundos que son muy diferentes al nuestro, pero también ubican a los planetas de nuestro propio Sistema Solar en un contexto más amplio".
Los tres planetas, orbitando una estrella llamada Kepler 51, fueron descubiertos en 2012, pero no fue sino hasta 2014 que se descubrió su densidad extrañamente baja. Ahora, utilizando observaciones tomadas con el telescopio espacial Hubble, un equipo de astrónomos ha revelado lo que está sucediendo con las atmósferas de los planetas.
El telescopio espacial Kepler localizó exoplanetas utilizando el método de tránsito, es decir, la atenuación de la luz de una estrella cuando un planeta pasa entre el telescopio y la estrella, en lo que se conoce como tránsito.
La otra cosa asombrosa sobre los exoplanetas en tránsito es que cuando atenúan la luz de la estrella, parte de ella se filtra a través de la atmósfera del exoplaneta (si tiene una). Por lo tanto, puede observar un espectro de longitudes de onda electromagnéticas de la estrella cuando el planeta transita y no transita.
Debido a que ciertas moléculas bloquean ciertas longitudes de onda, estas líneas de absorción en el espectro se pueden leer para inferir la composición química de la atmósfera.
(NASA / ESA / STScI)
Esto es lo que hicieron los investigadores para analizar las atmósferas de Kepler 51 by Kepler 51 d. Pero cuando obtuvieron los resultados, las atmósferas estaban ocultas por una capa opaca a gran altitud.
"Definitivamente nos envió problemas para pensar en lo que podría estar pasando aquí". dijo la científica planetaria Jessica Libby-Roberts de UC Boulder. "Esperábamos encontrar agua, pero no pudimos observar las firmas de ninguna molécula".
Entonces, recurrieron a simulaciones por computadora para ver qué tipo de condiciones atmosféricas podrían producir algo así como las superpoblaciones, en general de muy baja densidad, pero envueltas en una capa opaca. Y el mejor ajuste resultó ser una atmósfera que era una mezcla de hidrógeno y helio, con una capa de metano a gran altitud.
Hemos visto algo así como esa capa de metano antes, en la luna de Saturno Titán. Debido a la gruesa capa de metano que rodea a Titán, no obtuvimos una imagen directa de la superficie de la luna hasta que Cassini llegó en 2004.
"Si golpeas metano con luz ultravioleta, se formará una neblina" Libby-Roberts dijo. "Es Titán en pocas palabras".
El equipo también descubrió que estas atmósferas se están filtrando al espacio a una velocidad tremenda. Eso, dijeron, podría explicar por qué estos planetas súper hinchados son tan raros.
Dado que estas extrañas bocanadas son tan jóvenes, el estado del algodón de azúcar podría ser una etapa temporal en su desarrollo, y el planeta final podría ser algo mucho más esperado: mini-Neptunes, el tipo de planeta más común en la galaxia (y que tampoco se encuentra en el Sistema Solar).
"Un poco de su rareza" Berta-Thompson dijo, "proviene del hecho de que los estamos viendo en un momento de su desarrollo en el que rara vez hemos tenido la oportunidad de observar planetas".
La investigación será publicada en El diario astronómico, y está disponible en arXiv.