Planetas con vientos metálicos

Por Daniel Marín, el 7 septiembre, 2011. Categoría(s): Astronomía • Exoplanetas • sondasesp ✎ 21

¿Te imaginas un planeta con una atmósfera compuesta por metales y con una superficie ardiente azotada por constantes vientos supersónicos? Pues deja de imaginar, porque esos mundos existen. Se llaman supertierras calientes y figuran entre los planetas más extremos conocidos por el ser humano.

Al igual que sus primos los júpiteres calientes, estos exoplanetas orbitan muy cerca de sus estrellas. Tanto, que las temperaturas en el lado diurno son, literalmente, infernales. Pero a diferencia de los gigantes gaseosos, las supertierras calientes poseen una superficie sólida que puede derretirse hasta formar extensos océanos de lava.

Posible estructura interna de la supertierra caliente CoRoT-7b, donde se aprecia el océano de lava a la derecha (Léger et al.).
Propiedades de algunas supertierras (Castan et al.).
Propiedades de algunas supertierras «infernales» con posibles océanos de lava y atmósferas limitadas al hemisferio diurno (Schaefer et al.).

Y eso no es todo. Se cree que estos planetas podrían tener una atmósfera compuesta en su mayor parte por metales y silicatos procedentes de la sublimación de los materiales de la corteza en el hemisferio diurno. Esta atmósfera sería realmente curiosa, y no solo por su composición. Por un lado, y debido a que el periodo de traslación de estos mundos coincide con el de rotación (tidal locking), la atmósfera solamente estaría presente sobre la cara iluminada del planeta, minimizando los procesos de erosión eólica en el lado oscuro. Por otro lado, se cree que existirían vientos supersónicos y nubes de metales y silicatos sobre el lado diurno. Por contra, en el hemisferio nocturno las temperaturas podrían acercarse al cero absoluto. Vamos, lo que se de dice un mundo de contrastes.

Presión atmosférica (en pascales) en función del ángulo con respecto al punto subsolar (centro del hemisferio diurno) en las supertierras 55 Cnc e (azul), Kepler-10b (negro) y Corot-7b (rojo). En el centro del lado diurno, la presión alcanza 0,1 atmósferas, mientras que en el terminador la presión disminuye hasta casi cero (Schaefer et al.).

Temperatura de la atmósfera en función de la distancia al centro del hemisferio diurno para las tres supertierras anteriores (Schaefer et al.).

Representación artística de la supertierra caliente Kepler-10b (NASA).

Si pudiéramos viajar a una supertierra de este tipo, además de sodio, potasio y monóxido de silicio,  también «respiraríamos» oxígeno, agua y dióxido de carbono. La proporción exacta dependería obviamente de la composición de la corteza y la temperatura superficial del exoplaneta, que varía entre 500 K y 3000 K dependiendo de la supertierra. En planetas con temperaturas más «bajas», la atmósfera estaría formada principalmente por vapor de agua y dióxido de carbono, mientras que en las supertierras infernales tendríamos una composición dominada principalmente por el oxígeno y el monóxido de carbono, con una importante cantidad de metales. Por encima de 4000 K, el monóxido de silicio sería el componente principal. Las supertierras calientes más frías -valga la contradicción- tendrían una presión atmosférica alta, hasta 100 atmósferas, pero en el caso de los mundos con temperaturas más extremas, la presión sería probablemente muy baja, del orden de las 0,1 atmósferas (aún así serían unas 20 veces más densas que la atmósfera de Marte).

Composición atmosférica mayoritaria de las supertierras en función de su temperatura y presión (Castan et al.).

Composición estimada de la corteza de las supertierras (Castan et al.).

Variación de algunas especies químicas en la atmósfera de las supertierras dependiendo de la temperatura (Castan et al.).

Si el planeta posee un campo magnético destacable -algo muy probable-, las velocidades de los vientos supersónicos se verían incrementadas cerca del terminador (la línea que separa la noche del día, que en estos mundos sería una frontera fija), mientras que paradójicamente los vientos subsónicos verían disminuir su velocidad media.

En definitiva, mundos de fantasía que en un hemisferio poseen altísimas temperaturas, mares de lava y vientos ardientes, mientras que en el otro hemisferio reinan el cero absoluto y el vacío del espacio. Una cosa está clara: a medida que conocemos más características de las supertierras, más extraño parece el universo.  

Referencias:



21 Comentarios

  1. Estoy de acuerdo con Anónimo. Sabe dios como serán. La teoría cinética de los gases y su “factor de pánico” de 10 sobre la velocidad media del gas a una temperatura determinada para el cálculo tradicional en todo caso te da una idea sobre la posibilidad de mantener una atmósfera. Por ejemplo: Con Titán el resultado es que retendría gases con peso molecular mayor que 34 y ahí la tenemos con una atmósfera de nitrógeno espléndida. ¿Por qué?. Por otros muchísimos factores (Campos magnéticos, etc). Mercurio dá 64 g/mol y por las temperaturas igual podría tener SO2 o S2 como atmósfera y no la tiene. HD85512-b daría un resultado de 6 g/mol como en la tierra, pero con una temperatura parecida a la de Venus. y GILESE 581D sería más frío que Marte y su gravedad podría retener al Helio. Pero en realidad ¿Qué sabemos?. Sin la exploración espacial no somos nada.

    No obstante, bajo este indicador pobre y simplista y el valor que pudiera tener, los planetas del artículo serían una bola de gases a casi 2.000ºC envolviendo un océano de lava. Lo siento por quien quiera montar allí una colonia.

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Por Daniel Marín, publicado el 7 septiembre, 2011
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