NeoFronteras

Quizás existan planetas terrestres sin núcleo

Área: Espacio — lunes, 1 de septiembre de 2008

Un modelo teórico predice la existencia de planetas rocosos sin núcleo metálico. Esto impondría limitaciones a su posible habitabilidad.

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Impresión artística. Foto: Mark Fisher.

Algunos planetas más allá de nuestro Sistema Solar podrían ser rocosos como la Tierra, pero según sugiere un nuevo estudio, carecer de un núcleo metálico. Tales planetas terrestres “sin núcleo” no tendrían campo magnético, lo que los haría inhóspitos para la vida tal y como la conocemos.
Se consideraba que los planetas rocosos tenían que tener tres capas principales: una delgada corteza sólida, un viscoso manto rocoso y un núcleo de hierro fundido o sólido (o parcialmente fundido). Así es cómo está estructurado el planeta en donde vivimos. De hecho los otros planetas de tipo terrestre de nuestro sistema solar: Mercurio, Venus y Marte también tienen núcleo. Aunque de estos cuatro planetas sólo la Tierra tiene un campo magnético apreciable. La existencia de un núcleo metálico parece una condición necesaria para que un planeta terrestre tenga campo magnético, pero no suficiente.
Esta diferenciación por capas se cree que tuvo lugar en los inicios de la historia del Sistema Solar, cuando las colisiones entre cuerpos rocosos y el decaimiento de isótopos radiactivos fundían el interior de los grandes objetos, permitiendo que los materiales más densos (como el hierro que formaría más tarde el núcleo) cayeran hacia el interior hasta llegar al centro.
Pero el descubrimiento de exoplanetas han revelado una multitud de mundos diversos, muy distintos de cómo nos lo habíamos imaginado previamente y que han puesto a prueba los modelos teóricos que teníamos sobre la formación de sistemas solares. Ahora, Linda Elkins-Tanton y Sara Seager del MIT describen, en un modelo teórico, cómo podría formarse una rareza planetaria: planetas rocosos sin núcleo. Tales planetas podrían diferenciarse en capas de distinta densidad pero no formar un núcleo. Básicamente tendrían gigantescos mantos de silicatos. Lo publican en Astrophysical Journal.
Una forma en la que esto podría suceder es que el planeta nazca en un entorno muy rico en agua, como las regiones heladas a grandes distancias orbitales de estrellas similares al Sol.
El hierro podría interactuar con el agua, formando óxido de hierro más rápidamente de lo que caería al centro del planeta. Según Seager, si el hierro reacciona con el agua, entonces quedará fijado con otros minerales y no alcanzará el núcleo como hierro metálico.
Actualmente, los astrónomos no tienen una forma de determinar si un exoplaneta rocoso lejano tiene núcleo o no. Los telescopios aún no son lo bastante buenos para fotografiar tales planetas, y mucho menos para estudiar su composición química y saber cómo es su núcleo o si lo tienen.
Según otros expertos, estudiar la estrella madre del sistema solar del planeta puede proporcionar pistas sobre la existencia de núcleo. Al observar la estrella se podría determinar la proporción hierro/silicatos y por tanto saber la química que estaba presente cuando se formaron los planetas. De este modo se podría inferir si los planetas en cuestión son de este tipo o no.
Los planetas “sin núcleo” no tendrían campo magnético al no existir un núcleo externo fundido. En la Tierra el campo magnético generado por el núcleo protege a la vida de su superficie de los rayos cósmicos, que son partículas cargadas a alta velocidad que pueden causar mutaciones que deriven en cáncer o en muerte celular.
Seager dice que un campo magnético podría no ser clave para la vida alienígena. “Siempre me ha gustado pensar que la vida es mucho más inteligente que nosotros y que puede existir en lugares muy distintos en formas muy variadas”, dice Seager.
Quizás la conclusión de que la ausencia de magnetosfera implique ausencia de vida peque de cierto geocentrismo. Los mismos rayos cósmicos que pueden producir cáncer podrían también acelerar la evolución, o que ésta desarrollara mecanismos eficaces de reparación como pasa en ciertas bacterias terrestres. Además, la atmósfera pararía la mayoría de estos rayos cósmicos. Los que precisamente el campo magnético no consigue parar son los rayos cósmicos más energéticos o los fotones gamma de alta energía.
Otro factor igualmente importante es la tectónica. La ausencia de ésta parece determinar de modo negativo la existencia de vida, tanto para que se origine como para que se mantenga. En la Tierra la tectónica de placas es necesaria para la vida, ya que juega un papel importante en el ciclo del carbono-silicio, además de secuestrar el dióxido de carbono que se almacena en ciertas rocas, evitando un efecto invernadero excesivo que la caliente en demasía. También se ha relacionado la tectónica con la aparición del oxígeno libre. Seager no habla de una posible tectónica en este tipo de planetas sin núcleo, pero la ausencia de éste quizás la dificulte. Aunque pensar precisamente esto también puede pecar de cierto geocentrismo.
En todo caso, es verdad que los exoplanetas puede que sean mucho más variados y sorprendentes de lo que nos habíamos imaginado. Sólo necesitamos verlos de una vez.

Fuentes y referencias:
Noticia en Newscientist.
Oxígeno y tectónica.
Las supertierras podrían albergar vida.

Salvo que se exprese lo contrario esta obra está bajo una licencia Creative Commons.
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6 Comentarios

  1. Jose Piñeiro:

    He encontrado un sistema que permitiría subsanar el bug que tenéis con el código de manera sencilla. Ademas se ayuda a digitalizar libros antiguos.

    Mirar en http://www.recaptcha.net

    En principio parece tener muy buena pinta, si lo que publicitan es cierto.

  2. Jose Luis:

    Hola.

    Una entrada muy interesante. Sin embargo, he leído otro argumento sobre la importancia del campo magnético para la vida. Si hay muchos rayos cósmicos estos rompen las moléculas de agua de la alta atmósfera y el hidrógeno puede escapar fácilmente. El planeta se seca. No sé nada de ese tema, ¿sabes si tiene base?
    Por otra parte tampoco me convence el argumento de que los rayos cósmicos de más alta energía y los gammas si pasan la atmósfera. Los gammas suenan muy mal pero no cuentan, apenas hay. Lo mismo pasa con los rayos cósmicos de muy alta energía, en mi opinión.

    Saludos

    J. Luis

  3. NeoFronteras:

    Alguna base sí hay, de hecho se utilizó esta idea para justificar la escasez de agua en Marte, pero Marte tiene una gravedad muy baja. El grado de pérdida de hidrógeno depende de la masa del planeta (al igual que su tectónica).
    También hay que considerar que el agua se repone por el vulcanismo y que gran parte del viento solar desviado va a parar de todos modos a los polos.

  4. Jose Luis:

    Si, de hecho, ya que el viento Solar es sobre todo Hidrógeno también debe contribuir a aumentar la cantidad de éste disponible en la Tierra, al menos por debajo de una cierta energía. No hay argumento completo sin números….

  5. tomás:

    Jose Luis: Si tenemos en cuenta que el Sol emite aprox. 1 millón de Tm/s en forma de protones y que toda la superficie de la magnetosfera puede llegar alrededor de una parte por cada 35 millones de ello. Si todos esos protones fueran absorbidos, que ni de lejos, entrarían en toda la Tierra, según mis cálculos, menos de 28’6 kg/s, equivalentes a 641 m3/s en CN. Piensa que la concentración del viento solar a la distancia de la eclíptica es de 5 ó 6 protones/cm3 y que en el límite próximo a la magnetosfera es de 1 protón/cm3, lo más parecido al vacío interestelar que viene a ser la mitad y que no se alcanza ni en el mejor laboratorio, donde los mejores resultados son, según mis noticias, de unos pocos millones de átomos/cm3. Por tanto, pienso que esa diferencia hasta 1 ha de ser desviada por el frente hacia la cola.
    Lo que sucede es que una buena parte, yo pienso que casi todo lo que no pase por las zonas polares, seguirá su camino en la zona opuesta al Sol. Así que mi opinión es que esa aportación es pequiñísima y que, tal como entra, sale. Incluso gases más pesados, de los comunes en la atmósfera, se pierden cuando sus moléculas, alcanzan la velocidad de escape. Hay una media para ellos, según su temperatura, pero algunas moléculas alcanzan suficiente rapidez para que eso suceda. Esto origina que la atmósfera se empobrece continuamente aunque las aportaciones del planeta lo equilibren, pero no las exteriores.
    Ten en cuenta que, en los principios de de formación terrestre sí hubo H2, que se perdió por su poca densidad, a pesar de las contribuciones exteriores que parece fueron muchísimas, pero no en forma de H2; si, de H2O. Desconozco las emisiones solares de hace 4500 m. a.
    De todas formas, los procesos en la magnetosfera no se conocen bien y yo no soy un experto. A pesar de ello espero haber contribuido a tu necesidad de cifras.
    Un cordial saludo.

  6. NeoFronteras:

    El mecanismo que menciona Tomás es el real. La velocidad de las moléculas que componen un gas es muy alta y puede alcanzar la velocidad de escape. Al ser una velocidad estadística algunas de ellas siempre escaparán. A más masa planetaria mayor es la velocidad de escape y menos moléculas escaparán. Es la razón por la cual la Luna no tiene atmósfera y el gélido Titán sí.

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