Una cercana superTierra probablemente es un planeta de diamante

Planeta de diamante. Crédito: Haven Giguere

Artículo publicado el 11 de octubre de 2012 en la Universidad de Yale

Una nueva investigación, liderada por científicos de la Universidad de Yale, sugiere que un planeta rocoso del doble del tamaño de la Tierra que orbita a una estrella cercana, es un planeta de diamante.

“Este es nuestro primer atisbo de un mundo rocoso con una química fundamentalmente distinta a la de la Tierra”, dice el investigador principal Nikku Madhusudhan, investigador de posdoctorado de Yale en física y astronomía. “La superficie del planeta probablemente esté cubierta de grafito y diamante en lugar de agua y granito”.

El artículo que informa de los resultados se ha aceptado para su publicación en la revista Astrophysical Journal Letters.

El planeta – conocido como 55 Cancri e — tiene un radio del doble de la Tierra, y una masa que es ocho veces mayor, convirtiéndolo de este modo en una “superTierra”. Es uno de los cinco planetas que orbitan a una estrella similar al Sol, 55 Cancri, que se sitúa a 40 años luz de la Tierra y que es visible a simple vista en la constelación de Cáncer.

El planeta orbita a hipervelocidad – su año apenas dura 18 horas, en contraste con los 365 días de la Tierra. También está abrasadoramente caliente, con una temperatura de unos 2150 grados Celsius, dicen los investigadores, muy lejos de ser un mundo habitable.

El planeta se observó por primera vez en tránsito alrededor de su estrella el año pasado, lo que permitió a los astrónomos medir su radio. Esta nueva información, combinada con la estimación de masa más reciente, permitió a Madhusudhan y sus colegas deducir su composición química usando modelos de su interior y calculando todas las posibles combinaciones de elementos y compuestos que darían esas características específicas.

Los astrónomos habían informado anteriormente de que la estrella madre tenía más carbono que oxígeno, y Madhusudhan y sus colegas confirmaron que había disponibles cantidades sustanciales de carbono y carburo de silicio, y una minúscula cantidad de hielo de agua, durante la formación del planeta.

Los astrónomos también pensaron que 55 Cancri e contenía cantidades sustanciales de agua supercaliente, basándose en el supuesto de que su composición química era similar a la de la Tierra, comenta Madhusudhan. Pero la nueva investigación sugiere que el planeta no tiene nada de agua, y parece estar compuesto principalmente de carbono (grafito y diamante), hierro, carburo de silicio y, posiblemente, silicatos. El estudio estima que, al menos, un tercio de la masa del planeta – el equivalente a tres masas terrestres – podría ser diamante.

“Por el contrario, el interior de la Tierra es rico en oxígeno, pero extremadamente pobre en carbono – menos de una parte en mil de masa”, dice la coautora y geofísico de Yale, Kanani Lee.

La identificación de una superTierra rica en carbono significa que no se puede seguir suponiendo que los planetas rocosos lejanos tienen composiciones químicas, interiores, atmósferas o biologías similares a las de la Tierra, señala Madhusudhan. El descubrimiento también abre nuevas vías para el estudio de la geoquímica y los procesos geofísicos de los exoplanetas de tamaño terrestre. Una composición rica en carbono podría influir en la evolución térmica del planeta, por ejemplo, con implicaciones para el vulcanismo, la actividad sísmica y la formación de cadenas montañosas.

“Las estrellas son simples — dada la masa y edad de una estrella, puedes saber su estructura básica e historia”, dice David Spergel, profesor de astronomía y catedrático de ciencias astrofísicas en la Universidad de Princeton, que no es coautor del estudio. “Los planetas son mucho más complejos. Esta ‘superTierra rica en carbono’ probablemente es solo un ejemplo del rico conjunto de descubrimientos que nos esperan conforme empezamos a explorar los planetas alrededor de las estrellas cercanas”.

En 2011, Madhusudhan lideró el primer descubrimiento de una atmósfera rica en carbono en un planeta gaseoso gigante lejano, abriendo la posibilidad de los hipotéticos planetas rocosos ricos en carbono (o “planetas de diamante”). La nueva investigación representa la primera vez que los astrónomos han identificado un probable planeta de diamante alrededor de una estrella similar al Sol y han especificado su composición química. Las observaciones de seguimiento de la atmósfera del planeta y estimaciones adicionales de su composición estelar reforzarían las conclusiones sobre la composición química del planeta.

Los autores del artículo son Madhusudhan, Lee, y Olivier Mousis, científico planetario del Instituto de Investigación en Astrofísica y Planetología de Toulose, Francia.

El artículo se titula “A Possible Carbon-rich Interior in Super-Earth 55 Cancri e”.

La investigación estuvo patrocinada por el Centro de Yale para Astronomía y Astrofísica (YCAA) en el Departamento de Física de Yale a través de un premio de una beca de posdoctorado para Madhusudhan otorgada por el YCAA.

Artículo traducido y posteado en Ciencia Kanija, el original se publicó en YaleNews.