Dos mundos que orbitan alrededor de una pequeña estrella a 218 años luz de distancia parecen ser de un tipo diferente a todo lo que tenemos en nuestro Sistema Solar.
Los exoplanetas se llaman Kepler-138c y Kepler-138d. Ambos tienen alrededor de 1,5 veces el radio de la Tierra, y ambos parecen ser mundos empapados que consisten en atmósferas espesas y humeantes y océanos increíblemente profundos, todo envuelto alrededor de un interior rocoso y metálico.
“Anteriormente pensábamos que los planetas que eran un poco más grandes que la Tierra eran grandes bolas de metal y roca, como versiones ampliadas de la Tierra, y por eso los llamamos súper-Tierras”. dice el astrónomo Björn Benneke de la Universidad de Montreal.
“Sin embargo, ahora hemos demostrado que estos dos planetas, Kepler-138c y d, son de naturaleza bastante diferente: una gran fracción de su volumen total probablemente esté compuesta de agua. Es la primera vez que observamos planetas que se pueden identificar con confianza. como mundos acuáticos, un tipo de planeta cuya existencia los astrónomos teorizaron durante mucho tiempo”.
Un análisis reciente de otro mundo encontró que podría ser un mundo acuático, pero se necesitarán observaciones de seguimiento para confirmarlo. Según los investigadores, su trabajo sobre Kepler-138 dos planetas oceánicos es menos incierto.
Descubrir de qué están hechos los planetas fuera de nuestro Sistema Solar (o exoplanetas) generalmente requiere bastante trabajo de detective. Están muy lejos y son muy tenues en comparación con la luz de las estrellas que orbitan; las imágenes directas son muy difíciles de obtener y, por lo tanto, muy raras, y no muestran muchos detalles.
La composición de un exoplaneta generalmente se deduce de su densidad, que se calcula utilizando dos medidas: una tomada del eclipse (o tránsito) de la luz de la estrella por el planeta y la otra de la velocidad radial de la estrella o ‘oscilación’.
La cantidad de luz estelar que es bloqueada por el tránsito nos dice el tamaño del exoplaneta, del cual obtenemos un radio. La velocidad radial es inducida por el tirón gravitacional d el exoplaneta, visto como una expansión y contracción regular pero muy pequeña de la longitud de onda de la luz de la estrella a medida que es atraída. La amplitud de este movimiento puede decirnos cuánta masa tiene un exoplaneta.
Una vez que tenga el tamaño y la masa de un objeto, puede calcular su densidad.
Un mundo gaseoso, como Júpiter o incluso Neptuno, tendrá una densidad relativamente baja. Los mundos rocosos que son ricos en metales tendrán densidades más altas. At 5,5 gramos por centímetro cúbico, La Tierra es el planeta más denso de nuestro Sistema Solar; Saturno es el menos denso, con 0,69 gramos por centímetro cúbico.
Los datos de tránsito muestran que Kepler-138c y Kepler-138d tienen un radio de 1,51 veces el de la Tierra, y las medidas de sus respectivos tirones en Kepler-138 nos dan masas de 2,3 y 2,1 veces la de la Tierra, respectivamente. Esas características, a su vez, nos dan una densidad de alrededor de 3,6 gramos por centímetro cúbico para ambos mundos, en algún lugar entre una composición rocosa y gaseosa.
Eso está bastante cerca de la luna de hielo joviana. Europa, que tiene una densidad de 3,0 gramos por centímetro cúbico. Sucede que está cubierto por un océano global líquido debajo de una capa helada.
“Imagínese versiones más grandes de Europa o Encelado, las lunas ricas en agua que orbitan alrededor de Júpiter y Saturno, pero que se acercan mucho más a su estrella”. dice la astrofísica Caroline Piaulet de la Universidad de Montreal, quien dirigió la investigación. “En lugar de una superficie helada, Kepler-138c y d albergarían grandes envolturas de vapor de agua”.
Según el modelo del equipo, el agua constituiría más del 50 por ciento del volumen de los exoplanetas, extendiéndose hasta una profundidad de unos 2.000 kilómetros (1.243 millas). Los océanos de la Tierra, por contexto, tienen una profundidad promedio de 3,7 kilómetros (2.3 millas).
Pero Kepler-138c y Kepler-138d están mucho más cerca de su estrella que la Tierra. Aunque esa estrella es una enana roja pequeña y fría, esa proximidad haría que los dos exoplanetas fueran mucho, mucho más calientes que nuestro mundo. Tienen periodos orbitales de 13 y 23 díasrespectivamente.
Esto significa que es poco probable que los océanos y las atmósferas de estos mundos se parezcan mucho a nuestro océano, dicen los investigadores.
“La temperatura en las atmósferas de Kepler-138c y Kepler-138d probablemente esté por encima del punto de ebullición del agua, y esperamos una atmósfera espesa y densa hecha de vapor en estos planetas”. Piaulet dice.
“Solo bajo esa atmósfera de vapor podría haber agua líquida a alta presión, o incluso agua en otra fase que ocurre a altas presiones, llamada fluido supercrítico”.
Extranjero, de hecho.
La investigación ha sido publicada en Naturaleza Astronomía.