Planetas con océanos de lava

Por Daniel Marín, el 17 febrero, 2011. Categoría(s): Astronomía • Exoplanetas • sondasesp ✎ 16

Imagina un mundo ligeramente más grande que la Tierra situado tan cerca de su estrella que la temperatura superficial supera los 2200º C y donde los vientos estelares han arrancado cualquier vestigio de cubierta gaseosa. Un planeta donde la roca se derrite formando océanos de lava bajo un cielo negro sin atmósfera. Pues bien, deja de imaginar, porque esos mundos existen.

 
Representación artística del «mundo de lava» CoRoT-7b (Léger et al.).

Hasta la fecha conocemos varios posibles candidatos a estos «mundos de lava»: CoRoT-7b, HD 10180b, KOI-377.036 y Kepler-10b. CoRoT-7b es el mejor conocido, pues hace tiempo que se convirtió en el primer planeta inequívocamente rocoso descubierto fuera del Sistema Solar. Se trata de una supertierra con un radio de 10100 kilómetros (el radio de nuestro planeta es de 6378 km) y una masa de 6-8 veces la terrestre que se halla a 358 años luz. CoRoT-7b tiene una particularidad, y es que orbita a su estrella a tan sólo 2,57 millones de kilómetros, lo que levantó las sospechas de los investigadores desde que fue descubierto por el telescopio espacial francés CoRoT. Con esa masa y temperatura superficial, CoRoT-7b tenía todas las papeletas para ser un mundo-volcán, una especie de super-Ío.


Posible estructura interna de CoRoT-7b, donde se aprecia el océano de lava a la derecha (Léger et al.).


CoRoT-7b comparado con la Tierra y la Luna.

Sin embargo, investigaciones más recientes demuestran que CoRoT-7b no es solamente un planeta con una elevada actividad volcánica. La cercanía de su órbita provoca que muestre siempre el mismo hemisferio hacia su sol, de la misma manera que la Luna nos enseña siempre la misma cara. Este fenómeno, producto de las fuerzas de marea, recibe precisamente el nombre de acoplamiento de marea (tidal locking). Teniendo en cuenta que CoRoT-7 es una estrella parecida a nuestro Sol (tipo espectral G9, con una edad de unos 1500 millones de años), la temperatura en el hemisferio diurno debe alcanzar los 2100-2200º C (como comparación, la temperatura de la lava en los volcanes terrestres suele rondar los 1200º C). Por contra, el hemisferio nocturno «disfruta» de unas gélidas temperaturas, alcanzando los -225º C (50-75 K).

Con estas características en mente, un equipo de astrónomos dirigido por Alain Léger ha calculado las propiedades que debe presentar este «mundo-infierno». De entrada, parece claro que la constante acción del viento estelar ha barrido cualquier rastro significativo de una atmósfera estable en el planeta, aunque podrían existir cierta cantidad de gases procedentes de las erupciones volcánicas. En todo caso, la presión del vapor de roca no superaría 1 Pa en el lado diurno, siendo prácticamente nula en el nocturno. Estimando la composición más probable para este mundo (silicatos similares a la perovskita), los investigadores concluyen que debe existir un océano permanente de lava en el hemisferio diurno con una profundidad de hasta 45 kilómetros. Paradójicamente, también llegan a la conclusión de que no deben existir importantes reservas subterráneas de magma en la corteza, ni siquiera depósitos menores de lava líquida. La extensión del océano de lava también parece ser mayor de lo predicho por otros modelos anteriores, ocupando gran parte del hemisferio diurno. Por supuesto, el lado nocturno sería totalmente sólido, existiendo zonas cerca del terminador donde la temperatura permitiría un hipotético aterrizaje tripulado por parte de humanos en un -muy lejano- futuro.


Radios de planetas con diferente composición en función de su masa. CoRoT-7b debe estar compuesto principalmente por silicatos y bastantes metales (Léger et al.).


Perfil de temperaturas (área gris) y densidades (línea negra) del interior de CoRoT-7b. Las incertidumbres en la temperatura son mayores porque depende de muchos factores (composición, convección, etc.) (Léger et al.).


Perfil de temperaturas de CoRoT-7b con respecto al punto subsolar (0º). Podemos ver cómo a medida que nos alejamos del centro del hemisferio diurno la temperatura disminuye muy rápidamente, alcanzando los 50-75 K en el hemisferio nocturno (Léger et al.).

Por otro lado, conviene señalar que aún desconocemos el origen de CoRoT-7b. Parece improbable que se haya formado tan cerca de su estrella, aunque algunos modelos permiten este escenario. También se ha sugerido que podría ser el núcleo de un neptuno caliente que migró hacia el interior del sistema, perdiendo la atmósfera en el proceso. Posible, sí, pero no está nada claro que haya ocurrido de esta forma. Lo que sí parece estar claro es el destino de este mundo, ya que terminará engullido por su estrella. Las estimaciones no permiten concretar cuándo, pero sabemos que ocurrirá en algún momento de los próximos 0,2-2 mil millones de años.


Comparación de las propiedades de CoRoT-7b y Kepler-10b, dos mundos de lava (Léger et al.).

CoRoT-7b y Kepler-10b podrían ser los primeros representantes de una nueva familia de planetas formada por mundos de lava donde los extremos térmicos superan todo lo imaginable. Hasta ahora, estos lugares existían solamente en las novelas de ciencia ficción. Hoy sabemos que son reales.

Referencias:



16 Comentarios

  1. ¿Por qué en la 3ª imagen, en la representación artística de CoRoT-7b, se puede apreciar el perfil de Australia? ¿El artista tenía algún «hacha que afilar», como dicen los gringos? XD

  2. me queda una duda… el lado nocturno, con esas temperaturas tan bajas, ¿tiene roca sólida en su superficie?

    otra: ya que no hay atmósfera, y por ende vientos que regulen la temperatura del planeta, ¿puede existir una franja donde la temperatura no sea ni infernal ni gélida, un área donde sea ocaso permanente?

    Juan, desde Buenos Aires

    pd: sigo el blog desde hace ya casi un año, ¡excelentes artículos!

  3. Hola Daniel, genial post. Unas preguntitas: se dice que debido a los vientos estelares este planeta carece de atmósfera. ¿Los gases que expelen la lava y los volcanes, entonces, son lanzados al espacio y barridos por estos vientos o se quedan a poca distancia de la superficie? Si fuera así, ¿habría restos de estos gases en el lado nocturno o éste es ajeno al hemisferio diurno?
    Gracias por resolver todas nuestras dudas, Daniel, haces que la ciencia sea algo comprensible para los simples aficionados como yo.

    Saludos!!

  4. @Paulusgreat: los gases que se suponen emiten los volcanes se cree que son en su mayoría vapor de silicatos, por lo que no pueden ser estables. Es decir, acaban en la superficie después de meses o días, impidiendo la formación de una atmósfera significativa. No sabemos cómo será este planeta, pero es de esperar que también exista actividad volcánica en el lado nocturno, por supuesto.

    Un saludo y gracias por leerme.

  5. Hola, Daniel, muy buen artículo, felicitaciones.

    Aunque obviamente los autores del estudio tienen acceso a datos que yo no, en principio es un poco gratuito decir que un planeta pierde su atmósfera por la proximidad tan brutal a ese sol. En los datos figura el período orbital (que será el mismo que el de revolución), y es de unas 20 y algo horas, lo que permite que ese planeta tenga un campo magnético a priori (que además debe ser potentísimo teniendo en cuenta el tamaño de su núcleo y la retroalimentación con el campo estelar). Me pregunto más bien si la apariencia de ese planeta será como un tubo fluorescente de cocina de colores con forma de gota (porque, caso de carecer totalmente de atmósfera, tiene que perder por fuerza material del océano de lava). Componentes gaseosos de la atmósfera podrían ser varios, desde sodio (a esa temperatura es fácil extraerlo de la corteza), magnesio, etc., probablemente incluso iones de aluminio.

    Si la atmósfera tiene una densidad apreciable, y es de iones y por tanto está atrapada por el campo del planeta, el espectáculo tiene que ser acojonante, y de paso, tiene que haber un flujo térmico del lado diurno al nocturno.

    Además, a sólo 3 millones de km de ese sol, los efectos de marea en el interior del cuerpo tienen que ser notables, así que me resulta difícil aceptar que sea sólido enteramente en su interior.

    No creo estar diciendo nada raro. Si dicen que no tiene atmósfera entiendo que es porque no la han detectado, como ninguno de los posibles efectos que describo, pero que no los hayan detectado no quiere decir que no estén ahí.

    Esos u otros todavía más asombrosos. Si por algo nos caracterizamos los humanos, es por no ser capaces de preveer ni lo más previsible (a cambio a veces acertamos cosas desde inferencias cuasi fantasmales).

  6. @Anónimo: sí, tienes razón. CoRoT-7b podría tener un potentísimo campo magnético, pero es cierto que, de acuerdo con las simulaciones, no bastaría para defender del viento estelar una atmósfera típica. Por supuesto, si el planeta tuviese una proporción de elementos volátiles en su interior mayor de lo esperado (prácticamente nula), la actividad volcánica sería capaz de regenerar parcialmente esta pérdida. En todo caso, obviamente no son más que suposiciones basadas en modelos más o menos precisos.

    @Cienciadifusa: ¡gracias!

    Saludos.

  7. Muy buen artìculo, en donde se puede congeturar a la libre, siempre apegado a lo que nos dicen los conocimientos cientìficos, parece que este planeta no tendrà otro final que no sea el de ser engullido por su estrella, dada su cercanìa, pero no me dicen nada de la estrella, ya que hay que establecer la relaciòn de masa de èsta con el planeta.

  8. Llego tardísimo a este artículo, pero necesito preguntar y perdón por mi ignorancia supina: No logro entender y agradecería si me linkeas a algún otro post que hable de ello, el tema de los extremos de temperatura tan brutales en un planeta que está «pegado» a su sol. El simple hecho de no tener atmósfera provoca eso? Esa bestialidad de calor que irradia sobre una cara no pasa ni un poco para la zona sin luz? Es obvio que el calor se propaga en el vacío mediante la luz por eso una cara esta caliente, pero no entiendo que varíe tanto, que haya zonas de tolerancia donde humanos podrían «aterrizar» y yendo al centro nos congelaríamos irremediablemente…la sóla falta de una atmósfera provoca eso o que otras variables entran en juego?
    Perdón por tantas preguntas Daniel! Un cordial saludo.

  9. Llego tardísimo a este artículo, pero necesito preguntar y perdón por mi ignorancia supina: No logro entender y agradecería si me linkeas a algún otro post que hable de ello, el tema de los extremos de temperatura tan brutales en un planeta que está «pegado» a su sol. El simple hecho de no tener atmósfera provoca eso? Esa bestialidad de calor que irradia sobre una cara no pasa ni un poco para la zona sin luz? Es obvio que el calor se propaga en el vacío mediante la luz por eso una cara esta caliente, pero no entiendo que varíe tanto, que haya zonas de tolerancia donde humanos podrían «aterrizar» y yendo al centro nos congelaríamos irremediablemente…la sóla falta de una atmósfera provoca eso o que otras variables entran en juego?
    Perdón por tantas preguntas Daniel! Un cordial saludo.

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Por Daniel Marín, publicado el 17 febrero, 2011
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