Exoplaneta lleno de volcanes 16:9

Científicos descubren un exoplaneta volcánico

Un equipo de científicos ha descubierto un exoplaneta volcánico utilizando los datos recopilados por el ya retirado Telescopio Espacial Spitzer y el Satélite de Sondeo de Exoplanetas en Tránsito (TESS), ambos de la NASA.

El exoplaneta volcánico, denominado LP 791-18 d, tiene el tamaño de la Tierra y los resultados del equipo sugieren que la atracción gravitatoria de un exoplaneta vecino podría estar provocando un aumento de la actividad volcánica en el exoplaneta.

Si los resultados y las conclusiones del equipo, dirigido por Merrin Peterson del Instituto Trottier para la Investigación de Exoplanetas (iREx) en la Universidad de Montreal, son ciertos, LP 791-18 d, podría ser muy similar a Io.

Io, una de las cuatro lunas galileanas de Júpiter, es el cuerpo celeste con mayor actividad volcánica de nuestro sistema solar, y sufre estallidos regulares de actividad volcánica.

El Acoplamiento de marea

LP 791-18 d está acoplado por las mareas de su estrella anfitriona LP 791-18, por lo que una de sus caras siempre apunta hacia ella».

«Este lado diurno de LP 791-18 d probablemente estaría demasiado caliente para que exista agua líquida en su superficie».

«Pero la actividad volcánica que sospechamos que ocurre en este exoplaneta podría sustentar una atmósfera, lo que puede permitir que el agua se condense en el lado nocturno”, dijo el coautor Björn Benneke, quien también trabaja en iREx.

Acoplamiento de marea síncrono de la Luna.
A la izquierda, acoplamiento de marea síncrono de la Luna. A la derecha se muestra un hipotético sistema Tierra-Luna no acoplado.

El acoplamiento de marea es también la razón por la que una cara de la Luna está siempre apuntando a la Tierra en su rotación alrededor de la misma: la Luna tarda en completar un giro sobre su propio eje el mismo tiempo que en completar una órbita alrededor de la Tierra.

Este fenómeno, llamado «acoplamiento de marea síncrono», suena como una extraña coincidencia, pero en realidad es bastante común.

Todas las lunas grandes del sistema solar están acopladas por las mareas de sus planetas, sincronizándose temprano en su existencia, al cabo de solo unos cientos de miles de órbitas.

Algunas estrellas binarias están acopladas por mareas entre sí, y se está acumulando evidencia de que muchos planetas más allá de nuestro sistema solar están acoplados por las mareas de sus estrellas.

El sistema estelar LP 791-18

Ubicada aproximadamente a 90 años luz de distancia en la constelación del Cráter, LP 791-18 d orbita una pequeña estrella enana roja denominada LP 791-18.

El sistema estelar LP 791-18 no solo consta de LP 791-18 d, sino también de dos exoplanetas adicionales, llamados LP 791-18 b y c, ambos descubiertos antes de LP 791-18 d.

Figura que muestra las separaciones orbitales de los tres planetas dentro del sistema LP 791-18. (Crédito: Peterson et al.)
Figura que muestra las separaciones orbitales de los tres planetas dentro del sistema LP 791-18. (Crédito: Peterson et al.)

El planeta más interno, LP 791-18 b, es un 20 por ciento más grande que la Tierra, mientras que el planeta exterior, LP 791-18 c, tiene 2,5 veces el tamaño de la Tierra y más de siete veces su masa. Dado el aumento de masa de LP 791-18 c, el planeta tiene una atracción gravitacional mayor que LP 791-18 b y d.

Cuando orbitan alrededor de su estrella anfitriona, los planetas LP 791-18 c y d se acercan mucho entre sí. Cuando los planetas finalmente se cruzan, la gravedad de LP 791-18 c tira de la superficie de LP 791-18 d deformándola y causando fricción interna.

Esta fricción interna produce y aumenta la actividad volcánica en su superficie.

Vulcanismo, sustento para la vida

Una gran pregunta en astrobiología, el campo que estudia ampliamente los orígenes de la vida en la Tierra y más allá, es si la actividad tectónica o volcánica es necesaria para la vida.

Imagen de New Horizon de un volcán en erupción en Io. (Crédito: NASA/Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins/Instituto de Investigación del Suroeste)
Imagen de New Horizon de un volcán en erupción en Io. (Crédito: NASA/Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins/Instituto de Investigación del Suroeste)

Además de proporcionar potencialmente una atmósfera, estos procesos podrían agitar materiales que de otro modo se hundirían y quedarían atrapados en la corteza, incluidos aquellos que creemos que son importantes para la vida, como el carbono”, dijo Jessie Christiansen, coautora y científica del Instituto de Ciencias Exoplanetarias de la NASA en el Instituto de Tecnología de California.

Este mismo proceso ocurre exactamente en Io, con la atracción gravitacional de las otras tres lunas galileanas y Júpiter, lo que hace que la superficie de Io se estire y se contraiga, lo que provoca un aumento en la actividad volcánica.

El vulcanismo extremo de Io ha sido observado por una plétora de misiones, con la misión New Horizons de la NASA incluso capturando un volcán en erupción en la superficie de Io cuando voló más allá de Júpiter en febrero de 2007.

Al borde de la zona habitable

Además de su superficie volcánica, LP 791-18 d se encuentra al borde de la zona habitable de su estrella anfitriona, una región alrededor de la estrella donde las condiciones son favorables para la formación de agua líquida en los planetas que la orbitan.

La zona habitable
La zona habitable

Si las predicciones de Peterson et al. sobre la actividad geológica de LP 791-18 d son correctas, el equipo cree que el vulcanismo del planeta y su ubicación dentro de la zona habitable significa que la formación de una atmósfera es posible.

Además, las temperaturas en el lado nocturno de LP 791-18 d podrían ser lo suficientemente bajas como para que el agua se condense en la superficie del planeta.

Si bien no se han anunciado futuras observaciones de LP 791-18 d, el telescopio espacial James Webb de la NASA pronto se utilizará para observar LP 791-18 c.

Las observaciones de Webb de LP 791-18 c proporcionarán a Peterson et al. con valiosa información que les ayudará a comprender mejor cómo se produce el vulcanismo de LP 791-18 d.

Spitzer, aun un gran activo

El equipo empleó datos del ya retirado telescopio espacial infrarrojo Spitzer de la NASA. En concreto, Peterson et al. empleó los datos recopilados por Spitzer al observar el sistema estelar de LP 791-18 d en su conjunto.

Telescopio espacial Spitzer de la NASA, retirado del servicio en enero 2020.
Telescopio espacial Spitzer de la NASA, retirado del servicio en enero 2020.

Las observaciones de Spitzer del sistema estuvieron entre las últimas observaciones que tomó el telescopio antes de ser dado de baja en enero de 2020.

“Es increíble que haya continuado el flujo de descubrimientos y publicaciones años después del final de la misión de Spitzer. Esto realmente muestra el éxito de nuestros ingenieros y científicos de primera clase.»

«Juntos construyeron no solo una nave espacial, sino también un conjunto de datos que sigue siendo un gran activo para la comunidad astrofísica”, dijo Joseph Hunt, gerente de proyectos de Spitzer.

El Telescopio Espacial Spitzer, se lanzó en 2003, con la misión de convertirse en el principal observatorio de luz infrarroja de la NASA.

En sus 16 años de servicio, descubrió un anillo en Saturno, estudió algunas de las galaxias más lejanas e identificó dos de los agujeros negros supermasivos más distantes jamás descubiertos, entre otros logros.

El estudio de exoplanetas no era uno de los objetivos originales de Spitzer, pero innovaciones durante la misión permitieron mejorarar su precisión y convertirse en una herramienta crítica para el trabajo de exoplanetas.

Spitzer marcó una nueva era en la ciencia planetaria al ser el primer telescopio en detectar directamente la luz de los exoplanetas.

Fuente: Using data from Spitzer and TESS, scientists discover exoplanet littered with volcanoes

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