Los investigadores de exoplanetas se han acostumbrado a las sorpresas, pero los mundos de lava ocupan un lugar especial en el catálogo de rarezas planetarias. Se trata de planetas que orbitan tan cerca de sus estrellas que sus superficies podrían ser roca fundida. Cuanto más cerca y más calientes están, más han llegado a esperar los astrónomos que estén envueltos en una envoltura gaseosa producida por material superficial vaporizado.
Esa expectativa ahora está siendo puesta a prueba. Un estudio recién publicado en The Astrophysical Journal Letters describe observaciones de HD 3167 b, un mundo de lava del tamaño de la Tierra que se sitúa en el extremo más frío del espectro de temperaturas y que, sin embargo, parece como si aún pudiera poseer una atmósfera. El trabajo, llevado a cabo por un equipo de investigadores de Estados Unidos, Reino Unido, China y España, se apoya en el Telescopio Espacial James Webb (JWST) de la NASA para sondear cómo se comporta térmicamente el planeta.
Por qué los mundos de lava importan a la ciencia planetaria
Los exoplanetas siguen desafiando nuestra comprensión de la formación planetaria, la evolución planetaria y si mundos distantes podrían ser capaces de albergar vida tal como la conocemos. Los científicos a menudo recurren a los planetas de nuestro propio sistema solar como análogos, pero esas comparaciones solo llegan hasta cierto punto. Estudiar exoplanetas con períodos orbitales extremadamente cortos obliga repetidamente a los investigadores a repensar lo que un planeta puede soportar a lo largo de su vida.
Los mundos de lava han entrado en esa conversación de forma seria en los últimos años, y los ejemplos más extremos son aquellos que circulan peligrosamente cerca de sus estrellas anfitrionas. Para los miembros más calientes de esta clase, la física parecía relativamente ordenada: las temperaturas extremas funden la superficie, el material fundido se convierte en gas, y ese gas envuelve al planeta como una atmósfera. Los mundos de lava más fríos, en cambio, generalmente se habían observado como roca desnuda, aparentemente despojados de cualquier atmósfera.
HD 3167 b complica esa división tan nítida. Pertenece al extremo más frío del rango de los mundos de lava, y sin embargo las nuevas observaciones insinúan que podría no ser tan yermo como su temperatura sugeriría.
Dentro de las observaciones de HD 3167 b
HD 3167 b se encuentra a unos 154 años luz de la Tierra. Tiene un radio aproximadamente 1,6 veces el de la Tierra y una masa aproximadamente 4,8 veces la de la Tierra, y completa una órbita alrededor de su estrella de tipo K en aproximadamente 0,96 días terrestres — un año más corto que un solo día en nuestro propio planeta.
Su anfitriona es una estrella de tipo K, una clase que es tanto más pequeña como más fría que el Sol. Los astrónomos estiman que las estrellas de tipo K constituyen la mayor población de estrellas de la Vía Láctea, lo que hace que los planetas que las orbitan sean especialmente interesantes para los investigadores que intentan comprender cuán comunes podrían ser determinadas condiciones planetarias en toda la galaxia.
Leer el calor de un planeta con un eclipse secundario
Para investigar si HD 3167 b alberga una atmósfera, el equipo de investigación se apoyó en observaciones del JWST de un eclipse secundario. Esta geometría difiere del tránsito más familiar. Un tránsito ocurre cuando un planeta pasa por delante de su estrella, atenuando brevemente la luz estelar. Un eclipse secundario ocurre cuando el planeta pasa por detrás de su estrella, lo que permite separar la luz de la estrella de lo que el propio planeta está emitiendo.
Esa distinción es lo que hizo posible el nuevo resultado. Cuando el JWST observó HD 3167 b durante su eclipse secundario, la superficie del planeta resultó ser mucho más fría de lo que los investigadores habían hipotetizado previamente.
Qué podría significar una superficie sorprendentemente fría
Según los investigadores, esa temperatura inesperadamente baja podría apuntar a algo que ocurre en toda la superficie del planeta: el calor del lado diurno podría redistribuirse hacia el lado nocturno. En otras palabras, el planeta podría no estar irradiando su calor de vuelta al espacio como lo haría una roca desnuda y sin aire.
La distinción entre lado diurno y lado nocturno importa mucho aquí. Los planetas que orbitan tan cerca de sus estrellas están bloqueados por marea, lo que significa que un hemisferio mira permanentemente hacia la estrella mientras el otro permanece en oscuridad perpetua. En un mundo sin atmósfera, esa configuración produciría un enorme contraste de temperatura entre las dos mitades — un lado diurno abrasador y un lado nocturno gélido. Un mecanismo que mueve el calor de un hemisferio al otro suavizaría ese contraste, y una atmósfera es uno de los candidatos más naturales para hacer exactamente eso.
Un mundo de lava más frío que aún podría albergar una atmósfera
En conjunto, las observaciones apuntan hacia una posibilidad más que hacia un hecho probado. HD 3167 b podría poseer una atmósfera aunque sea más frío que los mundos de lava normalmente asociados con envolturas gaseosas. Si esa interpretación se sostiene, desafiaría la suposición directa de que la temperatura por sí sola decide si un mundo de lava conserva una atmósfera o la pierde.
El hallazgo no derriba el marco existente tanto como lo tensa. Se ha confirmado que los mundos de lava más calientes portan atmósferas, y se ha encontrado que los más fríos carecen de ellas. HD 3167 b se sitúa en el incómodo espacio entre esos dos grupos, y precisamente por eso es interesante.
Datos clave de un vistazo
- Planeta: HD 3167 b, un mundo de lava del tamaño de la Tierra
- Distancia: aproximadamente 154 años luz de la Tierra
- Tamaño y masa: aproximadamente 1,6 veces el radio de la Tierra y 4,8 veces la masa de la Tierra
- Órbita: aproximadamente 0,96 días terrestres alrededor de una estrella de tipo K
- Instrumento: Telescopio Espacial James Webb de la NASA
- Técnica: observación de eclipse secundario, cuando el planeta pasa por detrás de su estrella
- Resultado clave: la superficie es más fría de lo hipotetizado previamente, lo que insinúa una redistribución del calor y una posible atmósfera
- Publicación: The Astrophysical Journal Letters
- Equipo de investigación: científicos de Estados Unidos, Reino Unido, China y España
Por qué importa este resultado
Los mundos de lava son laboratorios naturales para la física planetaria extrema. Debido a que orbitan tan cerca de sus estrellas, experimentan una irradiación que ningún planeta de nuestro sistema solar soporta, y sus cortos años significan que los investigadores pueden observar ciclos repetidos de calentamiento y enfriamiento con relativa rapidez. Cada nueva medición de uno de estos planetas añade un punto de datos a una imagen que todavía está en plena construcción.
HD 3167 b es particularmente valioso porque amplía la muestra en una dirección que había estado en gran medida vacía. Si los mundos de lava más fríos pueden retener atmósferas, aunque sea de forma intermitente, entonces la frontera entre "roca desnuda" y "mundo envuelto en gas" es más difusa de lo que sugiere la simple regla basada en la temperatura. Eso, a su vez, afecta a cómo los astrónomos modelan la pérdida y retención de atmósferas a lo largo de la vida de un planeta.
Preguntas abiertas que permanecen
La pregunta más apremiante es si HD 3167 b tiene genuinamente una atmósfera o si algún otro proceso explica su superficie más fría de lo esperado. Confirmar la presencia de una envoltura gaseosa, e identificar de qué está hecha esa envoltura, requeriría observaciones y análisis adicionales. La evidencia del equipo es intrigante, pero es evidencia de una posibilidad más que un veredicto.
Una segunda pregunta se refiere a cómo podría persistir tal atmósfera en absoluto. Se pensaba que los mundos de lava más fríos carecían de atmósferas por una razón, y comprender qué permite que un planeta como HD 3167 b conserve una — si es que lo hace — afinaría los modelos de escape atmosférico e interacciones superficiales en planetas de período corto.
Por ahora, HD 3167 b se erige como un recordatorio de que los planetas más extremos de la galaxia rara vez siguen las reglas que los científicos escriben para ellos. Con el JWST continuando observando mundos de lava, los próximos años deberían revelar si este caso atípico más frío es una excepción o la primera señal de que la propia categoría necesita repensarse.
Este artículo se basa en reportajes de Universe Today. Lea el artículo original.
Originally published on universetoday.com
