Los planetas similares a la Tierra pueden estar hechos de carbono

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Exoplanetas de carbono
Los planetas similares a la Tierra alrededor de otras estrellas pueden estar compuestos no de piedra sino de carbono, con una corteza de grafito, un interior de diamante y océanos de alquitrán. Crédito: Lynette Cook

¿Podrían los planetas extrasolares consistir en grafito y diamante?

La astronomía es la ciencia de lo exótico, pero lo que más desean encontrar los astrónomos es lo familiar: otro planeta como la Tierra, un rostro hospitalario en un cosmos hostil. La nave Kepler, que se lanzó el pasado Marzo, es actualmente el mejor instrumento para descubrir planetas similares a la Tierra alrededor de estrellas como el Sol, en oposición a los planetas gigantes que se han descubierto hasta el momento por parte de los buscadores de planetas. Muchos predicen que 2010 será el año de las exo-Tierras. Pero si los planetas gigantes, que no tienen el aspecro que los astrónomos habían esperado, son alguna indicación, esas Tierras puede que tampoco sean tan tranquilizadoramente familiares.

Los teóricos han estado cayendo en la cuenta en los últimos años de que otros planetas con la masa de la Tierra pueden ser enormes gotas de agua, bolas de nitrógeno o pedazos de hierro. Di tu elemento o compuesto favorito, y alguien habrá imaginado un planeta hecho del mismo. El espectro de posibilidades depende en gran parte de la proporción de carbono a oxígeno. Tras el hidrógeno y el helio, son los elementos más comunes en el universo, y en un sistema planetario en su embrión se emparejan para formar monóxido de carbono. El elemento que tiene un ligero exceso termina por dominar la química del planeta.

En nuestro Sistema Solar, el oxígeno es el predominante. Aunque tendemos a pensar en nuestro planeta como definido por el carbono, la base de la vida, ese elemento es en realidad un constituyente menor. Los planetas terrestres están hechos de minerales de silicatos, que son ricos en oxígeno. El Sistema Solar exterior tiene abundancia de otro compuesto rico en oxígeno, el agua.

Un nuevo estudio muestra en detalle cómo se pierde el carbono. Jade Bond de la Universidad de Arizona y el Instituto de Ciencias Planetarias (PSI), Dante Lauretta de Arizona y David O’Brien de PSI han simulado cómo los elementos químicos quedaron distribuidos alrededor del Sistema Solar cuando éste se formó. Encontraron que el carbono seguía en estado gaseoso dentro del disco protoplanetario y que finalmente se filtraba al espacio; dejando a la agitada Tierra embriónica sin nada en absoluto. El carbono de nuestros cuerpos debe haber sido traído con posterioridad, por asteroides y cometas que se formaron bajo condiciones que les permitieron incorporar el elemento.

Si el equilibrio de carbono-oxígeno se hubiese inclinado de otra forma, la Tierra habría resultado ser muy diferente, tal y como defendieron Marc Kuchner, entonces en la Universidad de Princeton, y Sara Seager, entonces en la Institución Carnegie de Washington, en 2005. No constaría de silicatos sino de compuestos basados en el carbono tales como carburo de silicio y, por supuesto, el propio carbono puro. La corteza sería principalmente de grafito y, a unos pocos kilómetros bajo la superficie la presiones serían tan altas que formarían una capa rígida de diamante y otros cristales. En lugar de hielo de agua, el planeta tendría monóxido de carbono y hielo de metano; en lugar de agua líquida, podría océanos de alquitrán.

La galaxia podría estar repleta de tales mundos. De acuerdo a un estudio observacional que cita Bond, la media de estrellas madre de planetas tienen una proporción mayor de carbono a oxígeno de lo que tiene el Sol, y las simulaciones de su equipo predicen que los sistemas más enriquecidos dan nacimiento a planetas de carbono. “Algunas de estas composiciones difieren mucho de la solar y como resultado producen planetas terrestres con composiciones radicalmente distintas”, comenta Bond.

Para estar seguros, otros estudios han encontrado que el Sol es indistinguible de la estrella media de su clase. La nave Kepler puede ayudar a zanjar la cuestión, debido a que incluso la limitada cantidad de información que puede recopilar de los planetas – su masa y radio – es suficiente para decir su composición general.

Las Tierras de carbono podrían ser especialmente predominantes en configuraciones más extrañas, tales como los entornos de las enanas blancas y las estrellas de neutrones. Las regiones de la galaxia que son normalmente ricas en elementos pesados, tales como el centro galáctico, tienen proporciones de carbono a oxígeno mayores. Conforme pasa el tiempo y las estrellas siguen fabricando elementos pesados, el equilibrio global se inclina a favor del carbono.

Estos y otros descubrimientos astronómicos dan un vuelco a nuestras ideas de lo familiar y lo extraño. La mayor parte de la galaxia es materia oscura; la mayor parte de los soles son más tenues y rojos que nuestro Sol; y ahora, parece que otras Tierras puede que no sean especialmente terrestres. Si algo se aparta de la norma y merece la pena llamarse exótico, somos nosotros.


Autor: George Musser
Fecha Original: 16 de diciembre de 2009
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