Las súper-Tierras pueden ser mundos muertos

Un núcleo con una masa de más de 1,5 veces la de la Tierra, termina con una atmósfera de hidrógeno, deuterio y helio. Un núcleo con entre 0,5 y 1,5 veces la masa de la Tierra mantiene una menor cantidad de gases, permitiendo que tenga una atmósfera más adecuada para la vida. Crédito: NASA / H. Lammer.

En los últimos 20 años, la búsqueda de planetas como la Tierra alrededor de otras estrellas se ha acelerado, con el lanzamiento de misiones como el telescopio espacial Kepler. Usando misiones espaciales y observatorios terrestres, los astrónomos han descubierto numerosos mundos que a primera vista tienen similitudes con la Tierra. Unos pocos de esos planetas incluso están en la ‘zona habitable’, donde la temperatura es la adecuada para que el agua se mantenga en estado líquido, y por lo tanto son excelentes objetivos para la búsqueda de vida en otros lugares del Universo.

Ahora un equipo de científicos ha analizado cómo se forman estos mundos y sugiere que muchos de ellos pueden ser mucho menos benignos de lo que se pensaba. Descubrieron que los planetas que se forman a partir de núcleos menos masivos pueden convertirse en hábitats benignos para la vida, mientras que los objetos más grandes terminan como “mini-Neptunos” con una gruesa atmósfera y probablemente estériles. Los investigadores, liderados por Dr. Helmut Lammer del Instituto de Investigación Espacial (IWF) de la Academia de Ciencias Austriaca, publicaron sus resultados en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Se piensa que los sistemas planetarios, incluyendo el Sistema Solar, se forman a partir de hidrógeno, helio y elementos más pesados que orbitan sus estrellas madres en un disco protoplanetario. Se cree que el polvo y el material rocoso se agrupan con el paso del tiempo, formando en última instancia núcleos rocosos que se transformarán en planetas. La gravedad de estos núcleos atrae el hidrógeno del disco que hay a su alrededor, parte del cual será arrancado por la radiación ultravioleta de la joven estrella que orbitan.

El Dr. Lammer y su equipo modelaron el equilibrio de la captura y remoción del hidrógeno de los núcleos planetarios de entre 0,1 y 5 veces la masa de la Tierra, ubicados en la zona habitable de una estrella similar al Sol. En su modelo, descubrieron que los protoplanetas con la misma densidad de la Tierra, pero con menos de 0,5 veces su masa no capturarán mucho gas del disco.

Dependiendo del disco y asumiendo que la estrella joven es mucho más brillante en luz ultravioleta de lo que es el Sol en la actualidad, los núcleos planetarios con una masa similar a la de la Tierra pueden capturar, pero también perder su envoltura de hidrógeno. Pero los núcleos con masa más alta (similares a las súper-Tierras descubiertas alrededor de muchas estrellas) mantienen casi la totalidad de su hidrógeno. Estos planetas terminan como mini-Neptunos con atmósferas mucho más gruesas que nuestro planeta.

Los resultados sugieren que para algunas de las súper-Tierras recientemente descubiertas, tales como Kepler-62e y -62f, estar en la zona habitable no es suficiente para convertirlas en hábitats.

Lammer comenta que sus resultados “sugieren que los mundos como esas dos súper-Tierras pueden haber capturado el equivalente de entre 100 y 1.000 veces el hidrógeno de los océanos de la Tierra, pero pueden perder solo un pequeño porcentaje de este durante su tiempo de vida. Con atmósferas tan gruesas, la presión en las superficies será enorme, haciendo casi imposible que la vida exista”.

El descubrimiento de la baja densidad (promedio) de las súper-Tierras apoya los resultados del estudio. Los científicos necesitarán buscar aún más para encontrar lugares donde pueda encontrarse vida, proponiendo un desafío para los astrónomos que usan los telescopios gigantes que comenzarán a usarse en la próxima década.

El estudio “Origin and loss of nebula-captured hydrogen envelopes from ‘sub’- to ‘super-Earths’ in the habitable zone of Sun-like stars” fue publicado en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Fuente: RAS