La primera vez que vemos la atmósfera de una supertierra

55 Cancri e, también conocido como Janssen, es uno de los exoplanetas más famosos. Descubierto en 2004, se trata de una supertierra que ha sido detectada tanto por el método del tránsito como por el de la velocidad radial, por lo que conocemos su tamaño y su masa y, por tanto, su densidad. En un principio se pensó que podía ser un mundo océano, pero en 2012 ganó fuerza otra posibilidad todavía más interesante: 55 Cancri e sería un ‘mundo de diamante’, es decir, un tipo de planeta donde el carbono es más común que el oxígeno, a diferencia de lo que ocurre en nuestro sistema solar.

Recreación artística de 55 Cancri e (ESA/NASA/STScI).
Recreación artística de 55 Cancri e (ESA/NASA/STScI).

 

Este tipo de mundos, también conocidos como planetas de carbono, son tan exóticos que tendrían una corteza rica en carburos en vez de silicatos y su interior estaría dominado por un manto de diamantes. ¿Pero cómo saber si 55 Cancri es o no es un mundo diamante? Pues obteniendo un espectro. Lamentablemente, es un planeta relativamente pequeño situado a 40 años luz, así que captar un espectro desde el sistema solar tiene que ser imposible. ¿O no? Pues, por increíble que parezca, no lo es. El telescopio espacial Hubble acaba de obtener un espectro de su atmósfera en el infrarrojo cercano. Por primera vez somos capaces de estudiar la composición de la atmósfera de una supertierra directamente. Y no de una cualquiera, sino de un candidato a mundo de diamante. ¿Y qué hemos descubierto?

Pues, teniendo en cuenta las limitaciones de resolución del espectro de transmisión obtenido a tanta distancia, lo que podemos descartar es que la atmósfera sea rica en vapor de agua. Eso significa que, como se sospechaba, 55 Cancri e no es un mundo océano. El planeta gira tan cerca de su estrella que su temperatura debe superar los 2000 K, así que de haber estado cubierto de océanos la firma espectral del agua se habría visto claramente en el espectro del Hubble.

Las características del espectro obtenido hacen sospechar a los investigadores que la atmósfera podría ser rica en elementos ligeros, probablemente hidrógeno y helio. No tenemos ni idea si este tipo de atmósfera, normal en los planetas gigantes, es común en las supertierras. Al fin y al cabo, no hay ninguna en el sistema solar -con permiso del hipotético noveno Planeta X- con la que podamos compararla. Lo lógico es suponer que 55 Cancri e ha retenido esta atmósfera desde su formación, pero quién sabe.

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Espectro obtenido (barras grises, arriba) comparado con varios modelos. Abajo se puede ver los datos y las predicciones junto con los datos (o dato) del telescopio Spitzer (Tsiaras et al.).

Pero hay más. El espectro no se ajusta a lo esperado para el caso de una atmósfera que solo tenga hidrógeno y helio. Una forma de explicar esta desviación es que también sea rica en cianuro de hidrógeno (HCN, un compuesto famoso por su toxicidad), aunque no está nada claro que realmente esté presente esta sustancia. De confirmarse su existencia estaríamos ante una prueba a favor de que 55 Cancri e es, efectivamente, un mundo de diamante, ya que los modelos teóricos predicen que los mundos de carbono deben ser ricos en etino y cianuro de hidrógeno. El etino queda fuera de las capacidades de la cámara WFC3 del Hubble, así como otras especies comunes como son el dióxido de carbono o el monóxido de carbono, pero no el cianuro de hidrógeno.

El resultado de las observaciones del Hubble es además llamativo porque en el pasado el telescopio espacial ha intentado detectar atmósferas en las supertierras GJ1214b y HD97658b, pero sin resultado alguno. A partir de hoy ya podemos decir que conocemos, aunque sea vagamente, la composición de la atmósfera de una supertierra. Y todo indica que se trata de un mundo de carbono, quizás con un interior compuesto por diamante puro. Casi parece un relato de ciencia ficción, pero en ocasiones la realidad supera la imaginación más desbocada.

Referencias:

 



24 Comentarios

  1. Simplemente, espectacular. Que podamos intuir la atmosfera de un planeta a 40 años luz, es increíble. Por cierto llevo poco tiempo en este mundillo, y sé que hay otro telescopio espacial en curso, pero cuales son las mejoras de ese nuevo telescopio, si esque mejora al Hubble claro (en caso negativo, ¿una decepción no?). Supongo que habrá alguna entrada en el blog que informe de eso, agradecería una enlace entonces.

    Pd: Daniel, confiénsalo ya, tú tienes una máquina del tiempo, para poder lanzar tantas entradas en el blog jejeje

      1. Gracias Shankao, ya me he documentado un poco mas, pues parece que por lo pronto hasta 2018, no lo veremos en marcha. La verdad es que despues de ver el montante de dinero que alfinal se ha invertido en el James Webb da miedo que algo falle.

  2. La fauna galáctica nunca dejará de sorprendernos.

    Por cierto, Daniel, estupendo tu artículo sobre los cohetes nucleares de Koroliov en la revista ASTRONOMÍA de este mes.

  3. Reconozco que soy un ignorante en estos asuntos, pero 40 años luz, ¿no implican 40 años de ida y 40 años de vuelta de la señal? ¿Son resultados de hace 80 años?
    Imagino que, en realidad, existe un método de medida indirecto, que no requiere tanto tiempo.

    1. Son sólo 40 años, ya que no se envía ninguna señal hacia allá, sino que se analiza desde acá la luz que llega. Pero esto no quiere decir que se ha tardado 40 años en obtener este dato, sino que el dato obtenido ahora refleja en realidad la situación de ese planeta tal como era hace 40 años (en la escala astronómica, nada). De la misma manera, la luna que vemos por la noche es una imagen con un segundo de «delay». Por otro lado, como no es posible que viaje información a mayor velocidad que la luz no tenemos forma de saber la composición actual de la atmósfera.

  4. Me imagino un futuro en donde hay empresas que se dedican a la minería espacial, viajes a este mundo a buscar diamantes alienígenas… bue soñar es gratis.

    Insisto en que estamos viviendo épocas maravillosas en cuanto a descubrimientos, pero me pregunto ¿Cuántas cosas más podríamos descubrir si la financiación y la voluntad de los pueblos fuese más amigable con el espacio?

  5. Creo que esta no es la primera vez que el Hubble hace espectroscopia de un exoplaneta. Ya había leido algo al respecto años antes. Por supuesto, creo que este es el primer planeta tipo «Supertierra» que se hace esto.

    1. No sólo, con esa temperatura que recibe tiene que estar «expandido», es decir, si estuviese más lejos de su estrella sería aún más denso (por pura contracción gravitatoria). La Tierra es ligeramente más densa que Mercurio, pero en realidad Mercurio es más denso en cuanto a los materiales que lo componen porque al ser la Tierra más masiva, está más comprimida gravitatoriamente, si tuviese la gravedad de Mercurio sería menos densa (creo que andaría por 3500 kg m⁻³).

      Por cierto, decir «tóxico» al cianhídrico es todo un eufemismo. Envenena la hemoglobina (es decir, se coloca en lugar del oxígeno y ya no se desplaza, bloqueando el transporte), y en realidad el mecanismo de cualquier cianuro (su sal) es alcanzar el estómago y protonarse con el clorhídrico. Otra idea cojonuda es prender fuego al cianuro (para que se protone con la humedad del aire), inhalarlo y palmarla. Viene a ser lo mismo que el monóxido de carbono pero en más peor malo.

      1. Si la Tierra tuviese la gravedad de Mercurio sería Mercurio corrido unas 0.62 UA y con el tamaño en radio/díámetro/superficie/volumen de Mercurio ¿Sabemos si el núcleo de Mercurio es de hierro-níquel para poder yo aseverar todo lo que asevero? En Mercurio el núcleo es el 42 % de su volumen total pero como su masa no llega a 0,06 Tierras y lo mismo en proporción para el volumen hay en superficie 0,38 g (todo peso conocido se reduce a un tercio del aquí en Terra pesado) y ello coincide con un diámetro mercurio-ecuatorial que es poco más de 1/3 del terráqueo, la aceleración sobre esos cuerpos en un 67 % aligerados es de 2,78 m/s² y alcanza con una velocidad de 4,25 km/s para poder escapar, que es poquito más de una tercera parte de la velocidad requerida para escapar del planeta azul que habitamos.

  6. Buenas,

    ¿Cuando podríamos tener una tecnología que nos permitiese visitar esos planetas? Yo no soy astrofísico o ing. aeronaútico, pero este blog está muy currado y es muy ameno. Según Daniel, la mejor tecnología para un cohete sería la nuclear eléctrica para un motor, aparte del Yaedu ruso…¿Hay alguien desarrollando esta tecnología?, y por otro lado, ¿Qué tipo de propulsores serían los más adecuados, iónicos?, de plasma?(¿Cuál es mejor y por qué?)
    Supongo que si el ITER se acaba terminando en los próximos 10-15 años y funciona como se espera, podrían proponerse a medio plazo motores de fusión eléctrica que mejorarían al nuclear eléctrico(al menos en Energía/Carga). ¿En cuánto a los propulsores hay algo similar que pueda ser medianamente futurible a medio plazo?
    Y por último(lamento tantas preguntas, pero es pura curiosidad), ¿Hay alguna tecnología que permita «blindar» las naves frente a micrometeoritos,etc?

  7. Lanzo la siguiente idea y que los físicos del foro me pongan en mi sitio; veamos. .Suponiendo que la luz que emite nuestro Sol se puede observar desde otros mundos situados a años luz de nosotros, y supongamos no solo eso, sino que la luz de nuestro Sol es desviada de su trayectoria por agujeros negros en su camino. Supongamos además que la situación de estos agujeros negros es tal que hacen girar 180º la trayectoria de la luz portando además la información procedente de nuestra atmósfera tal y como era hace miles o millones de años. Sería posible teóricamente detectar nuestro mismo Sol si tuviéramos un telescopio hiper-potente y supiéramos donde apuntar? Imaginaros por un momento ver un planeta tipo Tierra en el Jurásico medio y resulta que somos nosotros, no se le ha ocurrido la idea a alguien?

    1. Recurrente en Sci-Fi. Pero no funciona, por multitud de motivos. Hay un problema conceptual con los viajes en el tiempo, habiéndose desarrollado el mito popular de que viajar en el tiempo es algo independiente de viajar en el espacio, y es corriente ver pelis donde el paisano va atrás (o adelante) en el tiempo «quedándose en el sitio», el disparate más depurado son los engendros de Marty McFly. Obviamente, si viajas en el tiempo, sea adelante o atrás, también lo haces en el espacio, así que en realidad la diarrea mental abarca dos conceptos diferentes, uno, el moverse en el continuo espacio-tiempo y otro la dilatación relativista, en realidad en estos escenarios de ficción más bien lo que pasa es lo segundo, que el tiempo del tío que viaja se «enlentece para él» mientras corre a velocidad normal (sea adelante o atrás) para el resto de la gente, entonces así se entiende que «no se mueva del sitio», es de suponer que tus alrededores te verían algo así como una estatua de material ultraduro (probablemente con algún tipo de radiación de Hawking extraña que mate todo en varios km a la redonda).

      Todo esto son fantasías populares recicladas, las viejas historias del mago Merlín pero en plan hortera, igual que R2D2 es el Sam de Casablanca en versión electrodoméstico Doraemon.

      Es como viajar en bicicleta, avión o Soyuz, te desplazas en el espacio y en el tiempo (hacia delante). Si algún día viajamos en el tiempo hacia atrás, será exactamente igual, sólo que hacia atrás, claro. Eso sí, ver tal cosa «desde fuera» será todo un espectáculo.

      1. Bueno, me refería más bien a captar nuestra propia luz de vuelta, no tanto a viajar en el tiempo. Por ejemplo, pongamos una configuración de agujeros negros situados a 100 años luz de nosotros por redondear y en el mismo plano Tierra-Sol y capaces de darle la vuelta a la luz 180 grados y devolverte los haces exactamente hacia nuestro planeta. Podríamos observar nuestro Sol como era así como el tránsito de nuestro planeta por él hace 100 años si pudiéramos apuntar a ese haz?

        Vamos, que si sería lo mismo de cómo lo vería una civilización extraterrestre situada a 100 años luz de nosotros y que nos estuvieran observando actualmente.

        1. Si te refieres a una disposición artificial de AN que puedan hacer como de nodos de una red de comunicaciones, pues supongo que se puede pedir una hornada de ellos sin disco que estorbe etc., pero ya me dirás cómo haces para tenerlos en todo momento exactamente alineados para mantener el haz, digamos así, eso sin entrar ya en otras honduras. El problema además está en que si quieres detectar espectro.óptico (o cualquiera, ya puestos) la poca potencia de la fuente me da que no da para mucho viaje, aparte de las pérdidas en el colimado y todo eso, tampoco por no hablar de distorsiones y corrimientos (que se distorsione un espectro atómico de una señal fuerte más o menos se ve, pero cosas ya complicadillas…), vamos, que yo creo que ni en teoría. Salvo que pongas filtros y amplificadores, tal cual una red, y a ver cómo te queda la malvada relación S/R.
          En realidad sí quieres ver en el pasado, la idea no tiene sentido para hacer un backup. Teóricamente imagino que dada la inmensidad del universo.pues no sé si a través de una geodésica dada podrás «revertir» la trayectoria teórica, pero es que aparte que me da que no, no va a haber nada para revertir.

    2. Que por cierto, Comandos de Acción Magufa tienen incluso teorías muy depuradas de que los OVNIs son en realidad máquinas del tiempo que «vemos pasar» en su viaje desde el futuro distante de vaya a ser cuál a un pasado remoto. Esto no casa muy bien con los encuentros de Tercera Fase (¿pinchazo? ¿cambio de luces de navegación?), pero bueno, desde luego es más ocurrente que que vengan del planeta Jinya.

    3. Pues yo también espero respuesta a esa pregunta, la verdad es que es interesante lo que cuestionas, pero debería de ser mucha coincidencia cósmica jeje, aunque supongo que con lo vasto del universo cualquier cosa podría ser. (Me tengo que poner filosófico para suplir mis carencias en materia astronómica- científica jaja)

  8. Me parece que la pregunta que realiza Jose-London es referida a un ejemplo más concreto, lo pongo a continuación:

    Imaginemos que nuestro Sol es un agujero negro (si, ya lo sé: pero es sólo un ejemplo) Si desde la Tierra apuntásemos una linterna ultra potente en su dirección ¿Sería posible recibir algún haz de luz que hubiese rodeado nuestra estrella (agujero negro) para volver a recibirlo desde la Tierra?

    Mi respuesta con temor a equivocarme es afirmativa. Algunos haces de luz se desviarían lo justo para volver en retorno libre a su punto de partida, es decir, nosotros sujetando la linterna. Lo que me resulta más difícil imaginar es el tiempo. Sabemos que el Sol está a unos 8 minutos/luz de distancia por lo tanto veríamos nuestra linterna 16 minutos después de encenderla. Desconozco si la Relatividad General afectaría lo suficiente nuestra percepción.

    PD: Interestelar es sólo una película hehehe… y no muy buena.

  9. Y lo del cianuro es el precio por introducirnos en una cápsula hiperluminica y tardar menos de 40 años en ir a expoliar diamantes al núcleo de Cancri 55 e para las computadoras cuánticas (el diamante retrasa mucho tiempo la de coherencia cuántica). En Cancri nos espera el vaporcito cianhídrico para despigmentarnos cual sangrado y robarnos el hálito ya sin sangre fluyendo el o2. Carbono diamantino por oxígeno molecular diatómico es el trueque.

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Por Daniel Marín
Publicado el ⌚ 17 febrero, 2016
Categoría(s): ✓ Astronomía • Exoplanetas