El valle de la evaporación de planetas

El telescopio espacial Kepler de la NASA ha revolucionado nuestro conocimiento de los planetas extrasolares. Este satélite ha descubierto nada más y nada menos que más de 2.300 exoplanetas alrededor de otras estrellas mediante el método del tránsito. Una de las conclusiones más importantes que podemos extraer de este cúmulo de datos es que hay dos tipos de planetas que son muy comunes en el universo y que, curiosamente, se hallan ausentes de nuestro sistema solar. Nos referimos a los minineptunos y a las supertierras. Los dos tienen tamaños comprendidos entre el de nuestro planeta y el de Neptuno —que tiene cuatro veces el diámetro de la Tierra—, pero sus propiedades no pueden ser más diferentes.

Frecuencia de planetas en función de su tamaño según los datos de Kepler.Se observa la escasez de mundos entre 1,75 y 2 radios terrestres, el ‘valle misterioso’ (NASA/Ames Research Center/CalTech/University of Hawaii/B.J. Fulton)
Frecuencia de planetas en función de su tamaño según los datos de Kepler.Se observa la escasez de mundos entre 1,75 y 2 radios terrestres, el ‘valle misterioso’ (NASA/Ames Research Center/CalTech/University of Hawaii/B.J. Fulton)

Las supertierras, como su nombre indica, son una versión en grande de la Tierra, pero lo importante es que su superficie es sólida. Los minineptunos, por contra, están rodeados de una gruesa atmósfera y contienen grandes cantidades de hielos de agua, amoniaco y metano. Es lógico pensar que cuanto más pequeños sean estos planetas serán más parecidos a la Tierra y precisamente eso es lo que observamos en los datos observacionales. ¿Pero dónde está el límite entre las supertierras y los minineptunos?

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30 Comentarios

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Kapitán KirkKapitán Kirk

Parece indicar que depende del lugar donde se formaron por su mayor o menor cercanía a los vientos solares; también al momento cuando se formaron dependiendo de la cantidad de gases restantes a capturar; y Ojo! importante si tenían cerca verdaderos pozos gravitatorios como Júpiter o Saturno que les dejaran desarrolarse por completo. Resumido:
– Dónde
– Cuándo
– Y compañeros cercanos

Un saludo.

Kapitán KirkKapitán Kirk

Después de esprimir mi cerebro neandertal durante unas horas he caido en la cuenta del electro-magnetismo de los protoplanetas, y la pregunta es la siguiente ¿¿Los astrofísicos estiman que TODOS los planetas recien formados con su núcleo niquel ferroso girando y reluciente tienen un campo magnético, aunque algunos lo pierdan más adelante??

Seguro que es una tonteria, tan sólo que el artículo me ha planteado muchas buenas dudas. Bien por el artículo. Saludos.

miguelmiguel

Hola. La fuerza electronagnetica es «««mas intensa»»» que la gravitatora, pero se «««disipa mucho mas»»» con la distancia, como habremos probado tidos alguna vez, un iman atrae un trozo de hierro y vence a toda la masa terrestre, pero si lo alejan unos centimetros, esta iman es derrotado

Kapitán KirkKapitán Kirk

Hola Miguel, tienes razón, lo decía por la configuaración interna de nuestro propio sistema solar donde Mercurio y la Tierra tienen campo magnenético y Venus y Marte se supone que lo perdieron unos mil millones de años después. Sin embargo Venus tiene una densa atmósfera donde la fotoevaporación no ha sido lo bastante fuerte debido quizás a su actividad volcánica.

Volviendo al hilo del artículo, es por éllo que me asaltan muchas dudas y que para explicar los minineptunos y las supertierras haya que tener en cuenta multitud de variables que estamos comentando. Como casi siempre la duda es crecer, es lo bonito. Saludos.

EspartanidasEspartanidas

Si entiendo bien los gráficos, la frecuencia de la existencia de los planetas de 1,3 y 2,4 relativos al tamaño de la tierra es de el doble que de los puntos de mínima frecuencia. Unos 8 planetas por cada 100 estrellas del primer grupo frente a 4/100 del segundo.

Esta claro que estos resultados indican que hay una preferencia por el primer grupo, pero creo que la forma de expresarlo se ha exagerado, causando confusión al lector: “Los mundos con un tamaño comprendido entre ambos escasean dramáticamente” “De algún modo el Universo solo permite planetas de un tamaño concreto, como si estuviese en marcha un misterioso mecanismo cuántico planetario (obviamente, conviene aclarar que Kepler ha detectado planetas de tamaño intermedio entre supertierras y minineptunos, pero su frecuencia es muy baja).” “[…] de evaporación es muy rápido, lo que explica que no haya planetas con un tamaño intermedio”

Se llega a afirmar que no hay planetas con tamaño intermedio, cuando la diferencia de frecuencia es solo la mitad, por lo que no me gusta la redacción de la noticia. Creo que para utilizar un lenguaje tan contundente hace falta una diferencia de un orden de magnitud al menos.

Saludos!

Daniel Marín

Perdona, pero en ningún lugar del artículo se afirma “que no hay planetas con tamaño intermedio”. Lo que se sí se dice es (copio y pego):

“Kepler nos ha enseñado que la mayor parte de supertierras tiene un tamaño de 1,3 veces el de la Tierra, mientras que los minineptunos suelen tener 2,4 veces el tamaño de la Tierra (o sea, casi justo el doble). Los mundos con un tamaño comprendido entre ambos escasean dramáticamente”.

“(obviamente, conviene aclarar que Kepler ha detectado planetas de tamaño intermedio entre supertierras y minineptunos, pero su frecuencia es muy baja)”.

El artículo puede no gustarte o parecerte exagerado, pero no me atribuyas cosas que no he dicho, por favor.

EspartanidasEspartanidas

Hago tres menciones del articulo, en la última, dice literalmente “lo que explica que no haya planetas con un tamaño intermedio”.

Expandiendo:

“Cuanto más pequeño sea el núcleo del minineptuno o más cerca esté de la estrella, mayor será la fotoevaporación. El resultado es que los minineptunos tienden a tener el mismo radio porque así se mantiene constante el flujo radiativo que recibe de su estrella. Sin embargo, una vez que se alcanza un umbral crítico en la pérdida de la atmósfera el proceso de evaporación es muy rápido, lo que explica que no haya planetas con un tamaño intermedio . En cuanto al tamaño de los núcleos, 1,3 radios terrestres es el tamaño mínimo para que, con una composición similar a la terrestre, un planeta tenga la suficiente gravedad como para poder rodearse de una atmósfera densa de hidrógeno y helio.”

Saludos!

Daniel Marín

Miguel Casanova/Espartanidas (es el mismo usuario): a ver, hay una cosa que se llama contexto. Cuando escribo la frase “lo que explica que no haya planetas con un tamaño intermedio” previamente he intentado dejar claro que, obviamente, lo que quiero decir es que hay menos planetas, no ninguno. En cualquier caso, te doy la razón. Y es que el cliente, en este caso el lector, siempre tiene razón. Esto es un artículo de divulgación donde he intentado simplificar conceptos para transmitir un descubrimiento que a mí me parece apasionante. Si el artículo te ha parecido confuso, está claro que no lo he conseguido. Intentaré hacerlo mejor la próxima vez.

EspartanidasEspartanidas

No pretendía utilizar dos nombres distintos en una misma discusión, pido disculpas por eso, no lo pretendía hacer ( hacer esto adrede para reafirmar una posición me parece hacer trampas).

Haces un magnifico trabajo, no quiero criticar eso, es una cuestión puntual que ya he explicado.

Saludos!

ChorcheChorche

Daniel, tus artículos me parecen magníficos. Gracias por ellos

RobertSmithRobertSmith

Venga va, me voy a a atrever a corregir a Daniel. En donde dice “…lo que explica que no haya planetas con un tamaño intermedio”, vamos a poner la palabra MUCHOS entre “haya” y “planetas”, para así no confundir a ciertos lectores puntillosos . Perdón por la ironía.
Semánticamente aparte, creo que el post se entiende perfectamente (es decir, que hay una escasez de planetas entre un tipo y el otro) .
Gracias Daniel, como siempre, por tu labor divulgadora.

Miguel CasanovaMiguel Casanova

Esa escasez es de una proporción de 1 por cada 3, ¿ crees que es adecuado decir entonces que, “lo que explica que no haya MUCHOS planetas con un tamaño intermedio”, es correcto? Más bien sería “lo que explica que HAYA MENOS planetas con un tamaño intermedio”.

Saludos!

JuliánJulián

Muy bueno tu artículo estimado Daniel. Como siempre un buen artículo divulgativo.. Oye, tengo una duda sobre lo que has dicho sobre el tamaño relativo entre planetas. Cuando dices que los minineptunos suelen tener 2.4 veces el tamaño de la Tierra, ¿te refieres a que sus radios suelen ser 2.4 veces mayor? Porque si de tamaño se trata, según entiendo, sería cosa de volúmenes, así que los minineptunos habitualmente tendrían, en realidad, 1.3³=2.197 ≈2.2 veces el tamaño de la tierra.

BinlaBinla

Está redactado como lo que es, un artículo divulgativo, y no un examen que va a ser corregido por un profeso puntilloso, que parece ser tu preferencia.

Miguel CasanovaMiguel Casanova

Me encanta el trabajo que hace Daniel Martin y en general el contenido de Naukas, pero entiendo que uno de los objetivos que ellos mismos se ponen como divulgadores es de ser precisos.

En esta caso, apunto que me parece que el vocabulario elegido para comentar el fenómeno puede causar confusión, llegándose a contradecir ( cuando en vez de hablar de menor probabilidad habla de la no existencia). Una reducción a la mitad de la probabilidad se nombra como “escasez dramática”. La realidad es que si buscas planetas del tamaño de uno de los picos y lo comparas con el tamaño “escaso”, el 33% de los planetas que encuentres será del tamaño “escaso”. Si a ustedes les parece bien, pues genial.

Saludos!

U-95U-95

De todas maneras esos resultados valen para planetas en órbitas muy próximas a sus estrellas, donde la evaporación puede darse. Fuera de allí, en zonas habitables (Kepler-62, por ejemplo), seguramente no.

Horacio de ArgentinaHoracio de Argentina

Entendí el artículo a la perfección, gracias y felicitaciones por el aporte.
Saludos

Antonio (AKA "Un físico")Antonio (AKA "Un físico")

Daniel, como ya comenté en: danielmarin.naukas.com/2017/06/22/la-herencia-final-de-kepler-2-335-planetas/ , el modelo de Owen y Wu puede explicar esa “brecha entre supertierras y minineptunos”. También podría explicarlo algún tipo de mecanismo interno de los planetas o incluso de dinámica caótica de los sistemas solares (planetas destrozados y convertidos en asteroides que causarían bombardeos y cambios de órbitas). Aunque Owen/Wu hayan ajustado su modelo a los datos de Kepler y ven que explica esa brecha perfectamente, no hay que descartar cualquier otro tipo de explicación (aunque tal vez sólo sirva para comprender el 1% o menos de los casos).
Por otro lado, mala noticia que te apuntes a “culturacientifica.com”. LLevé algunas temporadas siguiendo ese sitio web. Pero no valía la pena. Daban voz a chusma psico-neuro-científica y otra gente que aparentaba tener conocimientos científicos y, entonces, cuando yo les criticaba, en vez de aclarar sus rebuznos, me bloqueron: es decir, son malos con ganas. Para ellos tenerte a tí es un chollo (es como si al Villarreal le llegase de golpe Neymar, Messi y Cristiano, je, je, je).

Daniel Marín

Sí, claro, Antonio. Tienes razón en que se trata de un simple modelo y que la realidad seguramente será más compleja. Por otro lado, gracias por lo de chollo, jeje, pero, por curiosidad, ¿qué chusma psico-neuro-científica has visto en en el Cuaderno de Cultura Científica? Es un sitio muy riguroso.

JuanchoJuancho

“gente que aparentaba tener conocimientos científicos ”
Mira, como haces tú…

Con lo cansino que eres es normal que te hayan baneado. Lo que no entiendo es la paciencia de la gente de naukas contigo. Es encomiable, la verdad.

miguelmiguel

Para los mini Neptunos, debe haber una masa mínima a partir de la cual son capaces de retener H y He.
Para las super Tierras, eso si es más extraño … deben formarse cerca de la estrella, para que no acumulen gases y sean gigantes gaseosos? y algún tipo de resonancia dificulta que crezcan en esa zona. Pero nuevo/viejo campo para la simulación por ordenador.

Gabriel DomínguezGabriel Domínguez

Me parece muy interesante la hipótesis propuesta, pero quizá un tanto prematura teniendo en cuenta que el “método del tránsito tiene un SESGO A FAVOR de planetas grandes y de periodo corto, pero se puede eliminar PARCIALMENTE acumulando más datos a lo largo de un periodo de tiempo más largo. Evidentemente, hay un LÍMITE observacional que Kepler no puede superar.” (Daniel Marín, 2014). Tengo la impresión de que aún estamos empezando a descubrir todo lo que orbita alrededor de las estrellas y que nuevos y mejores instrumentos aportarán océanos de datos…

ufe666ufe666

Yo he pensado también en todos los planetas que no puede detectar Kepler. Pero el valle creo que seguirá estando ahí porque se han detectado planetas por debajo de ese tamaño. Así que en la zona de valle se supone que no hay sesgo ¿no?
Lo que me llama la atención es que en el sistema solar no entramos en la media en cuanto a tamaños pero si que existe ese valle porque tenemos un par de planetas de un diámetro terrestre y no tenemos nada hasta llegar a los otros dos planetas con cuatro diámetros terrestres. Por eso sería interesante ver qué tal se comporta la estadística individualmente por cada sistema solar, pero para eso sí que faltarán datos.

Gabriel DomínguezGabriel Domínguez

Sí, ese ‘valle’ entre supertierras y minineptunos de periodo corto seguirá ahí. Yo me refería a la explicación. No sabemos -creo- cuán abundantes son las supertierras y minineptunos en órbitas más alejadas de la estrella central y por tanto si seguirá siendo válida la explicación propuesta. Creo que los modelos planteados a partir de observaciones parciales acaban teniendo que ser revisados…

Daniel Marín

Efectivamente, este modelo es aplicable a planetas de periodo corto. Para planetas más lejanos el valle debe tender a desaparecer según los modelos de formación actuales. Veremos si es así.

TomásTomás

Ojala TESS sea una misión exitosa, va a ser un goteo de planetas, y en estrellas cercanas.

Mortadelo y FilemónMortadelo y Filemón

maxi- es lo contrario de mini- y super es lo contrario de sub-. maxi- significa de igual naturaleza pero más grande. super- significa que está por encima de. super- no implica necesariamente un tamaño mayor. super- si puede suponer un cambio de naturaleza. Júpiter es una supertierra si suponemos que los gigantes gaseosos son una categoría superior a los planetas rocosos. Saturno es un minijúpiter porque tiene una naturaleza parecida a la de Júpiter pero es más pequeño. La Tierra no puede ser un minijúpiter pero sí un subjúpiter. Quienes inventaron las categorías planetarias eran muy de ciencias y sabían poca semántica. Los minineptunos tienen un nombre correcto pero las supertierras deberían llamarse maxitierras.

Pedro

Me quedo con la pregunta final de Daniel ¿puede haber tenido este modelo alguna influencia en nuestro sistema solar primigenio?
Es más, ¿puede tener alguna influencia en la habitabilidad de las supertierras?

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