Un nuevo tipo de mundo terrestre: los planetas granates

Daniel Marín 12 ene 17

De los más de 3500 planetas extrasolares descubiertos hasta la fecha apenas sabemos nada sobre ellos más allá de su órbita, su masa aproximada o su tamaño. Solo en unos pocos casos conocemos al mismo tiempo la masa y las dimensiones, un requisito necesario para determinar la densidad. Con este dato ya podemos comenzar comparar los exoplanetas con los planetas de nuestro sistema solar con el fin de encontrar las semejanzas y diferencias con respecto a los mundos ya conocidos. Y uno de los descubrimientos más importantes de estos últimos años es que planetas con la misma densidad pueden ser radicalmente distintos. ¿Por qué? Pues porque aquí entra en juego la composición química.

Izquierda, posible composición interna de un planeta del sistema Kepler 102, con una proporción de silicio similar al Sol. A la derecha, un planeta granate alrededor de Kepler 407 (Robin Dienel, Carnegie DTM).

La proporción de elementos que encontramos en el sistema solar es más o menos universal, pero pequeños cambios en la abundancia relativa de algunos de ellos pueden dar como resultado planetas muy distintos y fascinantes. Quizás el caso más famoso es el de los planetas de carbono, mundos exóticos con mantos de diamante que podrían existir en sistemas donde la proporción entre el carbono y el oxígeno es mayor que la encontrada en el sistema solar. Más recientemente varios astrónomos han sugerido la posibilidad de que existan mundos granate, o lo que es lo mismo, planetas con una mayor proporción de silicio que la solar.

Veamos cómo es esto posible. La mayor parte de los minerales de la corteza y manto de los planetas terrestres del sistema solar son agrupaciones de óxidos de silicio. Pero evidentemente no todos son iguales. En la Tierra los minerales más abundantes que podemos encontrar pertenecen al grupo de la olivina, pero esto no tiene que ser así en todos los planetas de tipo terrestre, independientemente de que su densidad sea similar a la Tierra. En exoplanetas terrestres con una mayor proporción de silicio los minerales más abundantes podrían pertenecer a la familia del granate. ¿Y qué implicaciones tiene esto? Pues muchas. Los minerales como el granate son más rígidos que los relacionados con la olivina, por lo que sería más difícil mantener una tectónica de placas activa durante mucho tiempo. Estos planetas podrían tener un aspecto exterior similar al terrestre, pero sin tectónica de placas resulta más complicado regular el clima durante largos periodos de tiempo, por lo que la habitabilidad de los planetas granate sería significativamente inferior a la de los ‘planetas olivina’ como la Tierra.

Un equipo de científicos liderado por Johanna Teseke ha llegado a esta conclusión después de estudiar múltiples estrellas con el espectrógrafo APOGEE (Apache Point Observatory Galactic Evolution Experiment) en el telescopio SFT (Sloan Foundation Telescope) de 2,5 metros de Nuevo México. Gracias a este instrumento han sido capaces de medir la proporción de elementos pesados en un campo estelar que coincide en buena parte con el campo observado por el telescopio espacial Kepler. Muchas de las estrellas analizadas por APOGEE tienen planetas a su alrededor que fueron descubiertos por Kepler, como por ejemplo Kepler 102 y Kepler 407. Kepler 102 es una estrella un poco más pequeña que el Sol y posee cinco exoplanetas, mientras que Kepler 407 es ligeramente mayor y tiene dos planetas. Sin embargo, Kepler 407 se caracteriza por tener una mayor proporción de silicio que Kepler 102 y que el Sol, así que es de suponer que sus planetas también gozan de esta diferencia.

Y para saber en qué se traduce esa mayor proporción de silicio en un planeta, el grupo de Teske se dirigió al geofísico Cayman Unterborn para que realizase simulaciones numéricas sobre la formación planetaria en este tipo de sistemas. La conclusión es que los planetas terrestres alrededor de estrellas como Kepler 407 podrían ser mundos granate.

Por supuesto, una simulación numérica dista mucho de ser una prueba de la existencia de este tipo de planetas, pero sin más datos a nuestra disposición y teniendo en cuenta la lejanía de estas estrellas no tenemos más remedio que acudir a ellas. Y tendremos que hacerlo durante las próximas décadas o siglos hasta que dispongamos de mejores datos sobre la composición de los exoplanetas de masa terrestre. La lección que podemos sacar es que tener una masa y una densidad similares a las de la Tierra no es garantía de que estemos ante un mundo igual al nuestro.