Los planetas " Gemelos " de la Tierra pueden ser muy diferentes...

Los planetas ‘gemelos’ de la Tierra pueden ser muy diferentes


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Posted: 28 Feb 2012 07:00 AM PST

Un
equipo internacional descubre que las composiciones químicas de los
planetas tipo terrestre pueden ser muy distintas a la de la Tierra.
Poder determinar las abundancias químicas en la formación de sistemas
planetarios constituye la clave para identificar los planetas con alguna
posibilidad de que exista vida.

Ilustración artística de un posible mundo habitable. Crédito: NASA, JPL.

Cada vez que se hace público el descubrimiento de algún planeta
extrasolar similar a la Tierra, vuelve a aparecer la expectativa de la
posibilidad de vida extraterrestre. Sin embargo, estos ‘gemelos’ de la
Tierra no siempre son tan parecidos al planeta azul. Un equipo
internacional con participación del Instituto de Astrofísica de Canarias
(IAC) ha descubierto que la estructura química de los planetas de tipo
terrestre puede ser muy diferente de la composición básica de la Tierra,
lo que tendría un gran impacto en la existencia y la formación de las
biosferas.

Es decir, según el trabajo que acaba de publicar la revista The Astrophysical Journal Letters
en su versión digital y cuya edición impresa aparecerá el próximo 1 de
marzo, no todos los planetas semejantes a la Tierra presentan las
condiciones necesarias para que exista vida en ellos.

El investigador del IAC que dirige el proyecto, Garik Israelian,
explica: “Probablemente hay miles de millones de planetas como la Tierra
en el Universo, pero una gran mayoría de ellos podrían tener una
estructura interna y atmosférica completamente distintas. La formación
de planetas en entornos químicos no solares, muy comunes en el Universo,
puede dar lugar a la formación de mundos extraños, ¡muy diferentes de
la Tierra!”.

Estudiar las abundancias químicas en la fotosfera de las estrellas
[superficie luminosa que las delimita, de la que viene la luz que vemos y
de donde emana su radiación] constituye la clave para entender cómo y
cuáles de las nubes protoplanetarias forman planetas o no. Estos
estudios también sirven para investigar la composición y estructura
tanto interna como atmosférica de los planetas extrasolares. Son
importantes a su vez para elaborar modelos de formación y evolución
planetaria.

Los elementos fundamentales para que aparezcan moléculas orgánicas y
vida en un planeta son el carbono, el oxígeno, el nitrógeno y el
hidrógeno. Para la formación de un planeta como la Tierra también sería
necesario contar con hierro, silicio y magnesio, además de azufre,
calcio, etc. Por último, no hay que olvidar que para la generación de
calor en el interior de la tierra son muy importantes los elementos
radiactivos, como el uranio 235 y 238, el torio 232 y el potasio 40. Los
elementos radiactivos son los más inestables de la tabla periódica y al
desintegrarse producen calor.

Existen estudios teóricos que sugieren que las proporciones de
carbono/oxígeno y magnesio/silicio son las más importantes para
determinar la mineralogía de los planetas de tipo terrestre, dado que
suministran una información valiosa sobre la composición de estos
planetas. En este campo de investigación extremadamente joven, con muy
pocos trabajos publicados, el equipo de Jade Carter-Bond, del Instituto
de Ciancia Planetaria, realizó en 2010 las primeras simulaciones
numéricas de formación de planetas que tenían en cuenta la composición
química de la nube protoplanetaria.

Sistemas diferentes al del Sol

Desde el IAC, donde se proporcionan datos observacionales y se
discuten los resultados de los modelos teóricos, el equipo encabezado
por la investigadora Elisa Delgado Mena, del Centro de Astrofísica de la
Universidad de Oporto, desarrolló el primer estudio uniforme detallado
de las abundancias de carbono, oxígeno, magnesio y silicio en 61
estrellas con planetas y 270 estrellas sin planetas. En este trabajo se
encontraron cocientes mineralógicos muy diferentes a los del Sol
mostrando que hay una gran variedad de sistemas planetarios que no son
similares a nuestro Sistema Solar. Muchas de las estrellas con planetas
presentaban un valor de magnesio/silicio menor que 1, por lo que sus
planetas tendrán un gran contenido extra de silicio.

“La cantidad de elementos radiactivos y algunos refractarios,
especialmente el silicio, puede tener graves implicaciones para ciertos
procesos planetarios como la tectónica de placas o la actividad
volcánica”, señala Israelian. El magma rico en silicio es más viscoso,
lo que haría las erupciones volcánicas más explosivas.

Las últimas simulaciones numéricas han mostrado una gran diversidad
en las composiciones básicas de los planetas de tipo terrestre que
podrían existir en los sistemas planetarios estudiados. Los planetas
simulados en sistemas con un cociente magnesio/silicio menor que 1
resultaron ser deficientes en magnesio en comparación con la Tierra, con
silicatos como piroxeno y varios feldespatos. Las abundancias de
carbono de los planetas simulados también varían en concordancia con el
valor de carbono/oxígeno de sus estrellas progenitoras.

Planetas donde no puede haber vida

Para Delgado Mena, “a la hora de buscar planetas habitables, sería
muy útil un estudio previo de las abundancias químicas de los sistemas
planetarios, ya que podríamos descartar ciertos tipos de planetas en los
que la formación de vida sería muy improbable, como aquellos ricos en
carbono, dominados por especies como el grafito o los carburos de
silicio o de titanio”. Los compuestos ricos en carbono son muy
refractarios, lo que significa que solidifican a muy alta temperatura.
Cuando el disco gaseoso protoplanetario alrededor de una estrella se
está enfriando, estos elementos son los primeros en solidificar muy
cerca de la estrella, donde es muy improbable que exista agua en forma
de hielo (uno de los indicios de la vida), aunque no se puede descartar
la adición de agua mediante cometas en fases más tardías.

Gracias a las simulaciones de sistemas planetarios, también se ha
visto que los planetas más interiores, situados hasta una distancia de
0,5 unidades astronómicas (UA) de su estrella, [una unidad astronómica
es aproximadamente igual a la distancia media entre la Tierra y el Sol]
contienen una cantidad significativa de los elementos refractarios
aluminio y calcio: un 47% de la masa planetaria. En cambio, los planetas
que se forman más allá de 5 UA disminuyen progresivamente su cantidad
de aluminio y calcio según se va incrementando la distancia.

Todos los planetas gemelos a la Tierra considerados en este trabajo
tienen composiciones dominadas por el oxígeno, el hierro, el magnesio y
el silicio, con la mayoría de estos elementos depositados en forma de
silicatos o metales, como el hierro.

Otro de los miembros del equipo, el astrofísico del IAC Jonay
González Hernández resume la labor del grupo en la actualidad: “Estamos
trabajando para disminuir los errores en la determinación de abundancias
y hacer que los resultados de los modelos teóricos y las simulaciones
numéricas sean más fiables, pero todavía queda mucho trabajo por hacer”.

Fuente: IAC
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