En 1992 un par de astrónomos observaron un púlsar llamado PSR B1257-12, ubicado en dirección de la constelación de Virgo. Su intención era estudiar las regulares emisiones de radio de estos objetos, que típicamente tienen ritmos tan precisos que se les considera los cronómetros del cosmos.
Pero en este caso algo andaba mal. De vez en cuando, el pulso normal de 6.22 milisegundos de duración, se desviaba ligeramente.
Después de un estudio cuidadoso, los científicos Aleksander Wolszczan y Dale Frail se dieron cuenta que el patrón las irregularidades encajaba muy bien con algo inesperado, pero posible: la sincronización del púlsar se alteraba por la atracción gravitacional de dos planetas.
Esta fue la primera evidencia sólida de la presencia de exoplanetas en órbita alrededor de otra estrella, en este caso, un pulsar.
El descubrimiento por sí solo fue un gran logro, pero la verdadera sorpresa se produjo cuando determinaron el tamaño y la masa que deberían tener los planetas para crear el efecto observado: cuatro veces más masivos que la Tierra.
Y una de las cosas más intrigantes e interesantes aquí, fue que en el Sistema Solar no tenemos ejemplares como estos.
Desde aquellos años, el campo de los exoplanetas despegó bestialmente, pero muchas de las preguntas iniciales sobre planetas orbitando otras estrellas se mantienen desde entonces.
Una brecha entre Neptuno y la Tierra
Nuestro sistema solar ha sido el único conocido hasta hace tres décadas y por lo tanto, debemos ser cautos para generalizarlo. Y de hecho, tiene sus peculiaridades. Una de ellas es la masa de los planetas: tenemos los pequeños y rocosos, tenemos los gigantes y gaseosos, pero no tenemos nada intermedio, hay una brecha entre Neptuno y la Tierra.
Dado que Neptuno pesa 17 veces la masa de la Tierra, eso deja una amplia gama de masas planetarias sin contabilizar.
Antes del descubrimiento de los dos planetas alrededor del púlsar PSR B1257-12, la mayoría de las teorías sobre formación de planetas predecían que esta brecha era casi natural: era imposible que existiera algo intermedio. En los modelos podías tener planetas rocosos cercanos a la estrella y gaseosos gigantes lejos.
Pero a medida que se fueron encontrando más exoplanetas y sistemas, el nuestro parecía la excepción y no la regla. Y casi dos décadas después, la cosa estaba clara: había más preguntas que respuestas.
El boom de los exoplanetas… y de las preguntas.
En 2009, el Telescopio Espacial Kepler comenzó su búsqueda de nuevos exoplanetas, elevando el número conocido de unos pocos cientos a unos pocos miles.
Cuando llegaron las mediciones de masa de estos mundos, pronto quedó claro cuán grande era el vacío que quedaba en nuestro conocimiento sobre estos mundos lejanos. Si los astrónomos querían comprender el proceso de formación de planetas, deberían entender el papel de los mundos con masas intermedias.
Sin ejemplos en nuestro vecindario para estudiar de cerca, los astrónomos dirigieron su atención a esta nueva clase de mundos, transformándolos en uno de los temas candentes en astronomía.
Como eran más grandes que el nuestro, inicialmente se los llamó colectivamente súpertierras, pero a medida que se descubrieron más, quedó claro que podían dividirse en dos grupos distintos.
Un gran grupo que tienen menos de 1.5 radios terrestres y luego otro gran grupo de planetas que son más grandes. La razón de esta separación se vuelve más evidente cuando nos fijamos no sólo en el radio de un planeta sino también en su masa.
Esto se puede utilizar para calcular su densidad y tener una idea de qué están hechos
El conjunto más pequeño de planetas es más pequeño porque son más densos, están hechos de materiales como roca y hierro. Y el conjunto más grande de planetas lo es porque tienen atmósferas de helio de baja densidad que los hacen grandes e hinchados.
En los últimos años, esta segunda población de cuerpos más grandes se ha conocido como minineptunos o subneptunos.
Investigando supertierras
Actualmente sólo se han investigado un puñado de súpertierras con el Telescopio Webb y la evidencia más concluyente proviene del sistema TRAPPIST-1, a unos 40 años luz de distancia, que alberga siete planetas, dos de los cuales son súpertierras.
Sin duda, sería interesante que al menos algunos de estos planetas tuvieran atmósferas, ya que desempeñan un papel vital en la búsqueda de mundos habitables.
Si bien es probable que ninguna de las súpertierras descubiertas hasta ahora sea un refugio para la vida (las mismas llamaradas de sus estrellas activas que despojan su atmósfera también las bañan con radiación mortal), es posible que mundos similares en otros lugares puedan serlo.
Se predice que sólo en la Vía Láctea podría haber decenas de miles de millones de súpertierras donde el clima es el adecuado para permitir que el agua líquida se estanque en la superficie.
En la Tierra, donde se encuentra agua se encuentra vida, y es el primer recurso que buscan los astrobiólogos en un planeta potencialmente habitable.
Algunas simulaciones también han indicado que las súpertierras podrían exhibir una vigorosa actividad tectónica.
En nuestro propio planeta, este proceso es fundamental para regular la atmósfera y fue un factor clave para prevenir un efecto invernadero descontrolado como el que vemos en la atmósfera de Venus .
Sin embargo, se han realizado algunos estudios que sugieren que el aumento de la gravedad y las presiones internas podrían en realidad prevenir la actividad tectónica en las súpertierras.
Demostrar qué teoría es correcta puede llevar algún tiempo, ya que observar la superficie de un exoplaneta es incluso más desafiante que detectar su atmósfera.
Para concluir, hace 32 años ni siquiera sabíamos que estos mundos existían. Ahora somos capaces de predecir de qué podrían estar hechos e incluso detectar sus atmósferas. Y cada año que pasa sabemos más.
Gracias a los telescopios en tierra y el espacio estamos llenando los espacios en blanco de nuestro conocimiento sobre esos mundos intrigantes.
Más información
Traducción y adaptación: https://www.skyatnightmagazine.com/space-science/super-earths-mini-neptunes-exoplanets
https://www.space.com/mystery-missing-super-earths-mini-neptunes-solved
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