La receta para hacer un planeta como la Tierra

¿De qué están hechos los planetas rocosos en la Vía Láctea? La composición elemental de la Tierra es conocida, pero hasta la fecha no podíamos asegurar que el resto de planetas de tamaño terrestre siguiera esta receta. Pero ahora nuevos datos nos han permitido saber que, en efecto, la Tierra no es una rareza. Al menos en cuanto a composición química se refiere.

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Relación tamaño-masa de exoplanetas. Por debajo de seis masas terrestres los mundos son rocosos (Dressing et al.).

¿Y cómo se puede saber algo así? Pues la técnica es sencilla en teoría, aunque en la práctica resulta muy complicada de llevar a cabo. La clave está en averiguar la densidad media de los planetas rocosos y así estimar su composición. El problema es que, por lo general, las técnicas de detección de planetas sólo nos informan del tamaño del planeta (método del tránsito) o de su masa (método de la velocidad radial), pero no de las dos cosas al mismo tiempo. Por lo tanto, si queremos estudiar la composición de los planetas terrestres debemos analizar varios mundos con las dos técnicas al mismo tiempo. Desgraciadamente, esto no es siempre posible porque los exoplanetas estudiados por la velocidad radial no suelen transitar (pasar por delante de su estrella) y los planetas extrasolares descubiertos por el método del tránsito a veces están demasiado lejos para ser analizados por esta técnica. En fin, que no es una tarea simple.

Por lo tanto, lo que ha hecho el equipo de investigadores liderado por Courtney Dressing es intentar medir con una precisión extremadamente alta la masa del planeta Kepler-93b mediante el método de la velocidad radial. Kepler-93b es un planeta extrasolar que había sido descubierto previamente por el telescopio espacial Kepler de la NASA y, consecuentemente, ya se conocía su tamaño. Para medir la masa del exoplaneta han usado el espectrógrafo HARPS-N (High-Accuracy Radial velocity Planet Searcher North) del Telescopio Nazionale Galileo, situado en La Palma (Canarias), y los datos obtenidos por el espectrógrafo HIRES del Observatorio Keck (Hawái). El interés de Kepler-93b es que se trata de un mundo 1,48 veces más grande que la Tierra, por lo que se supone que es una supertierra rocosa con una composición no muy diferente de la terrestre.

Gracias al método de la velocidad radial sabemos ahora que Kepler-93b tiene una masa de 4 veces la de nuestro planeta (±0,68), por lo que podemos calcular su densidad media, que es de 6,88±1,18 gramos por centímetro cúbico. El dato es importante porque estamos ante la medida de la densidad de un exoplaneta de pequeño tamaño más precisa que se haya logrado nunca. Esta densidad es aproximadamente similar a la de la Tierra (5,52 g/cc), pero evidentemente un sólo mundo no constituye una muestra muy representativa que digamos. Por eso, los investigadores han comparado la densidad de Kepler-93c con los otros nueve exoplanetas con un diámetro inferior a 2,7 veces el de la Tierra cuyas densidades son conocidas (Kepler-10b, Kepler-36b, CoRoT-7b, GJ 1214b, HD 97658b, HIP 116454b, Kepler-10c, 55 Cancri e y Kepler-78b).

El resultado es que todos los mundos con un tamaño por debajo de los 1,6 radios terrestres presentan una relación directa entre tamaño y masa. Es decir, su composición es básicamente similar, al igual que los planetas rocosos del sistema solar. O, dicho de otra forma, los planetas con una masa entre 1 y 6 veces la de la Tierra son mundos rocosos formados principalmente por roca y metales. Por encima de esta frontera de 6 veces la masa terrestre los planetas contienen grandes cantidades de gases (hidrógeno y helio) y tienen un volumen proporcionalmente mayor. Son los llamados minineptunos.

Los ingredientes para crear un mundo rocoso son por tanto hierro, oxígeno, silicio, níquel, magnesio, aluminio, calcio y azufre. Simplificando, podemos decir que todos los planetas rocosos conocidos están formados principalmente por un 17% de hierro y un 83% de silicato de magnesio (MgSiO3). Por supuesto, la composición precisa de cada planeta rocoso será ligeramente distinta a este modelo, pero lo llamativo es que eso no afectará a sus dimensiones. De hecho, de acuerdo con este estudio el tamaño de todos los planetas rocosos no debería variar más de un 2% para una masa determinada (!).

En los últimos años ha existido gran controversia sobre dónde se halla el límite entre los planetas rocosos y los gaseosos. El descubrimiento de minineptunos -o sea, mundos no mucho mayores que la Tierra pero dotados de una espesa atmósfera de hidrógeno y helio- hizo tambalearse los modelos teóricos de formación planetaria. ¿Había un límite claro entre las supertierras y los minineptunos, o sin embargo ambos tipos de planetas solapaban?¿Era posible distinguirlos con los instrumentos que tenemos a nuestro alcance? Reinaba la confusión. Pues bien, aunque todavía persisten muchos detalles que perfilar, parece claro que dicho límite existe para los planetas rocosos, un límite que está en los 2,7 radios terrestres y 6 veces la masa de nuestro planeta. Curiosamente, lo que sí parece ser un nuevo misterio es la enorme variedad de tamaños y densidades para los minineptunos, algo que por el momento desafía cualquier explicación sencilla.

En definitiva, ¿cuál es la receta para construir un planeta rocoso? Pues además de los ingredientes adecuados citados más arriba, lo importante está en no pasarse de las seis masas terrestres. Ese es el truco si no quieres acabar con una bola de gas sin superficie sólida.

hires
La “receta” para hacer otras Tierras (http://www.cfa.harvard.edu/).

Referencias:

42 Comentarios

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danieldaniel

Bueno, encontrar otros Martes, otros Venus u otros Júpiteres no sería muy prometedor, pero encontrar otra Tierra orbitando a la misma distancia de otro Sol es para decir: allí TIENE que haber vida.

OrbatosOrbatos

No necesariamente, las condiciones son mas delicadas de lo que parece, y damos por sentado que en caso de que haya vida, esa daría las mismas “señales” que las que caracterizan la vida en nuestro planeta, y podría ser algo completamente distinto.

danieldaniel

Ya, el tema de siempre… Pero insisto: si detectamos otro Júpiter, como ya se han detectado, no esperaremos que haya vida allí. Pero si detectamos otra Tierra, un planeta con la misma masa y radio, la misma composición como explica el artículo, y misma distancia a la estrella, que además sea una estrella como el Sol, entonces sí podríamos esperar que hubiera vida.

Pedro

Hum, no necesariamente. En sus satélites sí que puede haber vida aunque estén muy lejos de sus estrellas (recuerda Europa). Es más, teniendo en cuenta que hay planetas gasesoso cerca de sus estrellas, yo no descartaría que algunos tuvieran satélites tan grandes como la Tierra donde floreciera la vida.

danieldaniel

Pero en todo caso habrá que detectar esos satélites de tamaño terrestre, no solo imaginarlos, y hasta ahora no se ha encontrado ninguno por la dificultad que implica. Y en Europa no hay vida que podamos reconocer desde aquí, es todo pura especulación. En cambio si miráramos desde Europa hacia la Tierra enseguida veríamos que hay vida en este planeta. Por tanto en un exoplaneta com la Tierra es más probable que haya vida que no en otro tipo de planetas y lunas.

jmorenobsjmorenobs

Lo mas. Lo mas importante es que el planeta tenga una potente magnetosfera que nos proteja de la radiación solar. Cuando seamos capaces de detectar eso habremos dado el gran paso adelante. Pero como saberlo.

EtxazpiEtxazpi

Pues esta condición no la veo tan complicada. Si cunado se formó en el protoplaneta hubiese suficiente hierro no sería difícil que ocurriese lo mismo que en la tierra. Encontrar sistemas estelares de metalicidad alta sería suficiente

JordiJordi

Para encontrar vida es mejor centrarnos en el sistema solar, es más probable que encontremos vida de alguna clase en Marte o en alguna luna de Jupiter que no que desarrollemos la tecnología necesaria para visitar exoplanetas que estan a años luz de la Tierra.

El telescopio Kepler ha cosechado grandes logros al ser capaz de detectar todas esas supertierras y eso está muy bien, pero todo lo más que se puede hacer con ellas es soñar desde la distancia…

JesuJesu

Ummm me parecen argumentos muy oscuros lo que propones. Entonces no debemos estudiar otros planetas? Mejor el dinero gastado en exploración interestelar lo utilizamos para salvar bancos corruptos….. además que algún día habria que empezar a investigar fuera de nuestro sistema solar, asi que porque no hacer las dos cosas a la vez . A mi toda exploración del universo me parece poca. Además si solo nos sirven para soñar…. pues que asi sea. Yo que no tengo creencias religiosas baso mi existencialismo en la busqueda de nuestra especie de vida en otros planetas

JordiJordi

Mi comentario iba centrado en el tema de la búsqueda de vida, y las probabilidades de encontrarla. Obviamente, los exoplanetas son importantes pq permiten conocer otros sistemas estelares, permiten tener otras referencias con las que comparar el nuestro, que es el único que conocíamos hasta hace bien poco. Y todo eso está bien. Pero de ahí a confirmar que hay un planeta que pudiera servirnos a nosotros (es decir, que tuviera vida y que a su vez permitiera sustentar nuestra forma de vida) eso está fuera de nuestro alcance… ojalá en el futuro lo esté.

Nota literaria: si os va el tema de la colonización de otros planetas, recomiendo un libro que leí hace tiempo del gran Arthur Clarke (en paz descanse), “Cánticos de la lejana Tierra”.

SebastiánSebastián

Ya sabemos que hay vida en el sistema solar, pero juzgando la historia de la tierra nos falta aún demostrar que hay vida inteligente.
:)

Bueno, pasado el chascarrillo, la posibilidad de encontrar vida en planetas extrasolares tiene un plus para el triunfo de una racionalidad que supere algunos resabios medioevales. Seguro no hay mucho de esa finalidad en los que ponen el dinero, pero imaginemos que, como una vez escuché, la revolución copernicana nos quitó del lugar central que ostentábamos en el universo, la vuelta al mundo destruyó para siempre las imaginativas explicaciones de nuestro mundo y las relegó al baúl de los recuerdos risueños y hasta un poco vergonzantes de nuestra especie.
Una vida, la más sencilla, en otro sistema fuera del solar (para atajarme del uso interesado que se hace de la panspermia para conservar un origen sobrenatural) forzaría a un nuevo cambio de como el común de la gente concibe el cosmos.
En fin, mientras tanto, sigamos buscando vida inteligente en el planeta tierra.

ZanstelZanstel

No creo que sea lo mismo. A fin de cuentas, yo creo que ya se da por hecho. Culturalmente se asume más o menos de forma común que debe haber vida. Más o menos lejos. Inalcanzable o no. Pero que, probabilísticamente, debe haber vida más allá de nuestro planeta.

Así que no hay esquema que romper. Solo será una confirmación de la hipótesis más probable que ya se baraja.

Otra cosa muy diferente sería contactar culturalmente con otra civilización. En eso, creo que se romperían muchos esquemas, porque no hay una visión idéntica de dichas civilizaciones. Ni hay predisposición científica a tomar en consideración la posible visita de extraterrestres a nuestro planeta. Y para colmo, en el imaginario popular, la inmensa mayoría de representaciones de civilizaciones extraterrestres son terriblemente humanizadas. Ya no en forma antropomorfa, sino culturalmente proyectadas desde nuestra propia imagen hacia el futuro. Hay millones de cosas que seguro que no habríamos imaginado, incluyendo la posibilidad de que ellos ni siquiera se parezcan ni piensen como nosotros en ningún aspecto y nos resulten tan extraños y enigmáticos como peces abisales pero con una conciencia y comprensión más allá de nuestra imaginación.

JesuJesu

Yo creo que la probabilidad de no encontrar vida en otros planetas se va haciendo cada vez más ínfima. En cosmos Sagan realizaba un cálculo para saber cuantas civilizaciones debía de haber en nuestra galaxia (ecuación de drake). El resultado era de la probable existencia de 10 civilizaciones técnicas…. ¡Cuanto aumentaría el número de civilizaciones probables si Sagan hubiese tenido los datos de hoy en día! Por ejemplo, en aquel tiempo se suponia que solo un cuarto de las estrellas estaban acompañadas de planetas. Es solo cuestión de tiempo que encontremos vida (contactar con otra civilización ya es otra cosa)

Jimmy MurdokJimmy Murdok

No estoy de acuerdo, con un telescopio suficientemente caro y grande se podría detectar directamente la atmósfera de los planetas y otros datos de interés, creo que son desarrollos que tienen que ir en paralelo.
Saludos

Daniel FernandesDaniel Fernandes

Yo estoy a favor de la exploración interestelar, es más, si algún dia tuviera el poder suficiente lo dedicaria a mandar una sonda de fisión por pulsos a Gliese-667c

Santiago BaleaSantiago Balea

Ola, encontrar un planeta muy parecido a la Tierra y con vida biológica culminaría con éxito la desasosegante pregunta de si somos excepción o norma en el Universo. No buscamos seres conscientes capaces, en sus ratos libres, de venir a la Tierra a construir las pirámides de Egipto para pasmo de generaciones futuras, no. Buscamos, tras las observaciones de Keppler, un lugar con mucha agua líquida, con exobacterias, por ejemplo, que por si solas den satisfacción a esta gran cuestión. Qué grande sería constatar que la vida se da a poco que se le favorezca en cualquier sitio!! Si la Ley de Gravitación Universal o la química funcionan aquí y en Andrómeda, por qué no habían de cumplirse también en todos sitios las normas que rigen la aparición de la Vida??

PD. Txemary, felicidades por tu boda!!

EtxazpiEtxazpi

Para mi la confirmación de que no somos una excepción dentro del universo ha de venir de dos hechos. Uno, encontrar vida fuera de la tierra en el sistema solar(Las mayores posibilidades en Marte). Eso supondría que cualquier planeta o satélite con unas condiciones no demasiado estrictas desarrolla vida.
El segundo es encontrar planetas y satélites fuera del sistema solar que cumplan esas condiciones.

Lo segundo va bien encaminado creo yo. Lo primero es lo que supondría una verdadera revolución en mi opinión.

Santiago BaleaSantiago Balea

Esa es la idea: encontrar una forma de vida por pequeña que sea, en otro mundo, con un origen completamente distinto a lo que ya conocemos, abriría el Universo entero al “éxito biológico” . Sería, como comentas, una revolución.
Tenemos algunas pistas: La vida surge, se agarra y lucha por salir adelante; hay ejemplos grandes y pequeños: formas de vida en los lugares más secos de la Antártida y bacterias como Helicobacter pylori en contacto con los corrosivos jugos gástricos del ser humano, casos heroicos de supervivencia y adaptación, si, pero…todos están y son “de casa”.

Saúdos…

TxemaryTxemary

Estaba leyendo el Making other Earths y no se por qué en mi cerebro he empezado a poner acento vasco jajajaja me imagino al de bricomanía explicando la formación de la Tierra jajajaja al final de todo le han faltado un par de tirafondos…

U-95U-95

También se podría añadir carbono a la mezcla y así tendríamos un bonito planeta de carbono, o aumentar la proporción de agua para conseguir un planeta océano. Eso sí, su habitabilidad sobre todo en el primer caso es otro tema.

Daniel Marín

Hola Manuel. Conozco la técnica, por eso digo en la entrada que “por lo general” no se puede determinar la masa. No obstante, la técnica TTV sólo se puede aplicar en sistemas multiplanetarios y en determinadas condiciones, de ahí que el método del tránsito sea una técnica complementaria ideal.

ManuelManuel

Si no me equivoco, la noticia a la que hago referencia no habla de la TTV. No se trata de comparar varios tránsitos, sino de obtenerlo a partir de uno solo:

(…) De Wit razonó que la masa de un planeta podría deducirse de su temperatura atmosférica, perfil de presión atmosférica, y densidad atmosférica, parámetros que, en principio, pueden obtenerse a partir de un espectro de transmisión.
(…)De Wit realizó nuevas deducciones analíticas a partir de los principios básicos del transporte radiativo, y encontró que una constante matemática descubierta en el siglo XVIII, la que se conoce como Constante de Euler-Mascheroni, es capaz de ayudar a distinguir los efectos individuales de cada parámetro. (…)”

anonimoanonimo

Cuanto sería la fuerza de gravedad en su superficie en un planeta al limite de 1.6 radios y 6 masas terrestres?, queria usar F= G(m1m2/r) pero no se usar mi calculadora o no se porque no me sale con la tierra de 9.8 m/s2

Saludos

EtxazpiEtxazpi

F= m(masa)*g(gravedad) = m*G(M/r²). La gravedad es 9.8 m/s², no la fuerza que depende de la masa.

Gabriel DomínguezGabriel Domínguez

No conocemos ni un solo planeta con vida. No tenemos datos empíricos que evidencien actividad biológica fuera de nuestro planeta. Los planetas rocosos más parecidos al nuestro, Marte y Venus, son estériles. Las cianobacterias y todas las formas extremófilas conocidas son terrestres. Aún no sabemos cómo surgió la vida en nuestro planeta, ni siquiera hay consenso en cuanto a cómo era nuestro planeta cuando surgió la vida. No sabemos cuáles son las condiciones -todas- para la vida. Podemos suponer algunas y por eso tiene sentido buscar “biomarcadores”. Cuando detectemos no uno sino varios biomarcadores, podremos decir: “esPROBABLE que en este planeta exista alguna forma de vida”. Pero nada más.

Del contacto con civilizaciones avanzadas extraterrestres se habla mucho en un programa de televisión de la Cuatro, pero no es científico.

ManuelManuel

En cuanto a que Marte es estéril, la NASA, la ESA o Roskosmos, por citar algunas organizaciones, contemplan misiones futuras para comprobar la “esterilidad” de Marte en la actualidad, además de tenerse numerosos indicios (no pruebas, de acuerdo) de vida pasada en Marte. Desconozco el pasado de Venus.

Según el índice de similaridad a la Tierra (ESI en inglés), Marte y Venus no son los planetas rocosos más parecidos conocidos (ni que decir tiene que hay muchísimos que, por limitaciones científicas y tecnológicas, no conocemos). “Gliese 667C c” o “Kepler-62e” son dos buenos ejemplos.

Y la obviedad: sí conocemos un planeta donde haya vida, que es la Tierra. No digo esto por decir: gracias a ello se pueden reducir al absurdo muchas hipótesis en contra de la existencia de vida extraterrestre.

Gabriel DomínguezGabriel Domínguez

Yo creo en la posibilidad de encontrar vida fuera de nuestro planeta y soy partidario de dedicar recursos a su búsqueda. Pero no me parece científico dar por hecho cosas que no se han demostrado como, por ejemplo, la existencia de vida en Marte o en cualquier otro lugar fuera de nuestro planeta.

La clasificación ESI es incierta, puesto que algunos de los métodos de detección empleados dejan importantes dudas sobre el valor de algunos de los parámetros empleados para su cálculo. Sobre este y otros “índices” que se han divulgado habría mucho que discutir… En cualquier caso esa “similitud” no dice nada de la “habitabilidad” ni mucho menos prueba la existencia de vida que algunos comentarios insinúan.

Existe vida en la Tierra, es cierto. Y, que sepamos, en ningún otro lugar, también es cierto. No por ello debemos dejar de buscarla. E, insisto, sería estupendo encontrar vida en otros mundos, pero con observaciones reales, no con estadísticas basadas en estimaciones sin fundamento empírico. Los unicornios solo en los cuentos de niños, por favor.

ManuelManuel

Sí, la ESI es incierta. Pero relaciona datos empíricos, por así decirlo es un “resumen”, con las ventajas e inconvenientes de los “resúmenes”.

Y tienes razón en que no podamos afirmar (sí hipotetizar) algo hasta que no se demuestre. Pero eso se debe aplicar tanto a la existencia de otras formas de vida en otros planetas como a su ausencia. ¿Por qué, “que sepamos, no hay vida en otros mundos”? Admito un “no sabemos si habrá o no” (hay que buscar), pero veo más plausible (a priori) la hipótesis de vida en otros mundos. Al fin y al cabo, los modelos sobre la formación de los sistemas solares y las observaciones sobre otras estrellas nos dicen que la Tierra es un planeta rocoso normal, orbitando una estrella normal, en una galaxia normal…

Gabriel DomínguezGabriel Domínguez

El ‘indice de similitud con la Tierra’ relaciona 4 parámetros cuyos valores no siempre vienen dados por instrumentos de medición -observación indirecta en casi todos los casos- sino por estimaciones, no digo arbitrarias, pero sí algo groseras. El ESI, además, ignora otros muchos parámetros planetarios -tan importantes como los cuatro considerados- y todo lo relativo a la estrella central, con lo cual dicho ‘índice’ no sirve más que para catalogar y priorizar, si acaso, el estudio de unos exoplanetas frente a otros…

Yo insisto: creo que es posible que haya vida fuera de la Tierra, pero no es cierto que ya la hayamos encontrado, ni en Marte ni en las lunas de Júpiter, ni en ninguna otra parte más que en nuestro planeta.

En cuanto a la “normalidad” de la Tierra, hay astrofísicos, como John Gribbin, que sostienen justo lo contrario.

ManuelManuel

Precisamente John Gribbin (que no sé si es bueno o no) ve la Tierra como un planeta normal.

(…)Así que estamos renunciando a ser el centro del Universo -metafóricamente y físicamente- para pasar a ser una forma de vida común, en un planeta común, en una galaxia común.

ManuelManuel

Perdón: la dirección de la cita (que he debido hacer algo mal) es http : // www . eduardpunset . es /414/ charlas-con / con-la-mirada-en-el-universo (sin los espacios).

Gabriel DomínguezGabriel Domínguez

@Manuel: Esa entrada al blog de E. Punset, sobre su entrvista a J. Gribbin, ya la conozco y, sobre ella te diría lo que ya comenté en su día allí mismo (el comentario nº 4 es mío).

OrbatosOrbatos

No deja de ser curioso que exista una “ciencia” cmo la xenobiologia que estudia algo de lo que no tenemos ninguna noticia XD, y para colmo, no es una “ciencia de cuchufleta” como tantas que corren por ahi.

Con todo, el tema de “vida extraterrestre” es extremadamente complejo, de hecho somos unos completos ignorantes en esa materia en muchos aspectos. Conocemos un ejemplo de vida, la que hay sobre nuestro planeta, pero no conocemos absolutamente ningún otro caso, lo que necesariamente nos limita mucho en la busqueda de la misma.

Solo podemos suponer y hacer cábalas, pero desde luego, el día que se identifique una forma de vida extraterrestre, aunque sean los equivalentes de microorganismos, será la noticia no del año, ni del siglo, sino una de las mas importantes de la humanidad

ManuelManuel

No es “xenobiología” sino astrobiología, y la Tierra es un astro. Sí hay objetos de estudio, como la propia Tierra. También hay cuerpos del sistema solar sobre los que se ha empezado a investigar (Marte, Titán, …), así que también hay noticias de otros astros. Pocas, esporádicas e incompletas, debido a las limitaciones económicas, científicas y tecnológicas actuales que hacen que la astrobiología avance a ritmos, lo reconozco, exasperantemente lentos.

Gabriel DomínguezGabriel Domínguez

Quizás quería decir “exobiología”, que se refiere específicamente a la vida extraterrestre, mientras que la “astrobiología-” incluye también el origen y la evolución de la vida en nuestro planeta.

JoaquínJoaquín

Todo esto me parece muy interesante pero creo que la humanidad debería centrarse en lograr un método práctico de llegar a estos mundos.Con la actual propulsión quimica esta claro que no saldremos nunca del sistema solar asi que habría que invertir en desarrollar la iónica ó la nuclear……

U-95U-95

Sobre esto, nuevos planetas en la zona habitable de la misión Kepler. Dos de ellos (Kepler-438b y Kepler-442b) además con tamaños más parecidos a los de la Tierra (un 12% y un 33% mayores respectivamente) que a los de una supertierra:

http://www.nasa.gov/press/2015/janua...-worlds-in/

(Pongo enlace a una web de la NASA en inglés para evitar problemas con el canon AEDE)

GinésGinés

Esta excelente entrada le hace a uno plantearse preguntas intrigantes:
– ¿Cual es la masa mínima para un planeta gaseoso (un minineptuno)?
– ¿Qué gravedad superficial puede alcanzar un planeta terrestre de 6 masas terrestres? y unido a esto: ¿qué grosor (y presión) tendría su atmósfera? ¿Podrían teóricamente existir animales superiores en un entorno así?
– ¿Qué intensidad tendría el campo magnético de un planeta así? ¿Sería letal para sus formas de vida la radiación generada por este campo o por el contrario constituiría un escudo formidable para la vida en sistemas estelares más hostiles que el nuestro?

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