NeoFronteras

Estructura de las supertierras de agua

Área: Espacio — Lunes, 25 de Enero de 2010

Crean modelos del interior de exoplanetas con alto contenido en agua. Estarían estructurados por capas de hielo de distinto tipo.

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Interpretación artística del tránsito de la supertierra GJ1214b. Fuente: ESA, L. Calçada.

La mente humana ha imaginado otros planetas en estrellas lejanas. Algunos quizás los descubramos algún día y otros posiblemente no, pero lo más fascinante es que estamos descubriendo ya mundos cuya naturaleza no imaginamos ni en las novelas de ciencia ficción.
Ya hemos descubierto más de 420 exoplanetas. El pasado diciembre, por ejemplo, unos astrónomos nos contaban que habían detectado la existencia de un exoplaneta de tipo “supertierra” orbitando alrededor de la estrella GJ1214 y que, según dedujeron a partir de su densidad, estaba compuesto principalmente por agua. Ese planeta tiene una masa seis veces la de la Tierra y un radio 2,7 veces el terrestres, lo que le colocaría dentro de la categoría de supertierras (planetas con masas comprendidas entre 2 y 15 masas terrestres). Se cree que las supertierras o bien estás dominadas por gas, por rocas o por agua.
Aunque una temperatura de unos 200 grados y una atmósfera de unos 200 km de espesor parecen no crear buenas condiciones en este planeta, los astrónomos especularon acerca de la posibilidad de existencia de vida en un planeta así. Pero, ¿cómo sería la estructura de un planeta de este tipo?
Sobre la estructura y composición atmosféricas quizás podamos saber algo directamente gracias a alguna tecnología futura de telescopios (si hay financiación), pero no podemos envía una sonda al interior de un planeta así (ni siquiera al interior del nuestro), por lo que tendremos que conformarnos con los modelos teóricos basados en la Física conocida. Los resultados de esos modelos, además de ser descriptivos, podrían proporcionar pistas a la hora de inferir la naturaleza de un exoplaneta a través de un telescopio, incluso de su interior.
Algunos investigadores como Dimitar Sasselov y sus colaboradores ya han empezado a trabajar en este tipo de modelos sobre supertierras, en particular sobre planetas ricos en agua.
Definen un “planeta agua” (o “waterplanet”) como una supertierra cuya masa está constituida en, al menos, un 10% de agua, mientras que su núcleo o bien es metálico o está hecho de silicatos. Además, su atmósfera no tiene que contener gran cantidad de gases.

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Estructura de un planeta de agua. Fuente: Smithsonian Astrophysical Observatory.

Estos investigadores han modelado nueve posibles “waterplanets” en una gama de masas y contenidos de agua y han estudiado las capas de hielo cerca de la superficie y las propiedades de su océano.
Encontraron que en el interior se pueden definir bien varias zonas con características y densidades distintas dependiendo de la masa total del planeta, del calentamiento producido por su estrella y de otros parámetros.
Así por ejemplo, un planeta compuesto en un 50% de agua tendría varias capas de miles de kilómetros compuestas por hielo de distintas clases, así como una corteza hecha de otra forma de hielo. Entre esa corteza y las capas interiores habría un océano de agua líquida.
Este resultado podría ayudar a definir la evolución temporal de estas estructuras y proporcionar una base realista para interpretar las futuras observaciones de exoplanetas.

Copyleft: atribuir con enlace a http://neofronteras.com/?p=2979

Fuentes y referencias:
Nota de prensa de la Universidad de Harvard.
Nota de prensa de la ESA.

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2 Comentarios

  1. Jose M. Piñeiro:

    No se yo,

    Tengo entendido que el hielo (al menos el de agua) tiene una menor densidad que el agua. Por tanto, de haber agua líquida deberia estar cerca de la superficie y no sobre el hielo.
    De hecho, el agua de menor densidad se encuentra a 4ºC, por lo que el agua que esta en el fondo al menos ha de tener esa temperatura. Si agua a 4ºC esta en contacto con hielo, parece claro que lo fundirá.

    La unica forma de que esto no sea así, seria que hubiera un refrigerador dentro del planeta, cosa que parece imposibible. Lo mas probable es que dentro del planta haya un radiador (por desintegracion nuclear).

  2. NeoFronteras:

    Estimado Jose M. Piñeiro:
    El diagrama de fases de un compuesto puede depender de varios ejes coordenados, y no solamente de la temperatura. La presión también es importante. A alta presión se puede tener hielo que incluso esté en estados distintos al habitual:

    http://www.colorado.edu/physics/phys4230/phys4230_sp02/images/phase.gif

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