Un nuevo estudio plantea que los ‘planetas de hollín’ podrían ser más frecuentes que los mundos oceánicos en el conjunto de la galaxia. Algo muy intrigante, porque plantea que no todos los exoplanetas catalogados como mundos oceánicos, son, en realidad, del tipo que se pensaba…
Los planetas de hollín no son como podríamos imaginarlos
El trabajo, presentado por investigadores de la Universidad de Michigan, resulta mucho más profundo y complejo de lo que parece a primera vista. Sugiere que podría haber un tipo de planeta alternativo, que encaja con los datos de densidad, pero está compuesto por un material completamente diferente: hollín. Eso sí, no debemos imaginarlo como seguramente quiere nuestra imaginación. No hablamos de planetas compuestos por polvo negro. El hollín, en el contexto de la astronomía, no es el material tradicional en el que solemos pensar.
No es el producto del fuego. En realidad, en la jerga técnica científica, quiere decir «carbono orgánico refractario». Es decir, un compuesto orgánico rico en carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno (que a menudo se abrevia con el acrónimo CHON). Este hollín, de hecho, es común en el Sistema Solar. Algunas estimaciones lo sitúan en el 40% de la masa total de los cometas. Esto es muy interesante, porque los cometas se suelen considerar un vistazo al pasado del Sistema Solar, especialmente durante su época protoplanetaria.
Esa estimación implicaría que, en la época de formación de los planetas, el hollín era abundante. Los investigadores van más allá y sugieren, incluso, que podría haber una «línea de hollín», que está mucho más cerca de una estrella que la línea de nieve, que nos puede resultar más familiar. Esa línea indicaría la región a partir de la que el hollín permanecería estable y podría suponer grandes regiones de cualquier planeta que se formase allí. De hecho, el estudio va un paso más allá y sugiere que un disco protoplanetario debe tener tres zonas muy bien diferenciadas.
Las regiones de un disco protoplanetario
Cada una de estas regiones da nacimiento a un tipo de planeta diferente. La zona interna solo podría formar mundos rocosos, como la Tierra o Marte. Sería demasiado cálida para que el hollín pueda mantenerse unido y, por tanto, sería poco frecuente encontrarlo en esta zona. Más allá de la línea de hollín, pero antes de la línea de nieve, los planetas que se formen en esa región estarían compuestos principalmente por hollín, pero tendrían muy poca agua. Todavía sería una región demasiado cálida para que existiese agua congelada.
Estos planetas se parecerían mucho a Titán, con atmósferas de metano (o algo equivalente) y podrían tener hasta un 25% de masa en forma de hollín. Más allá de la línea de nieve, la mayoría de planetas serían una combinación de ‘mundos de agua y hollín’, donde este último seguiría teniendo un papel importante en la composición del planeta, pero el agua también sería otro protagonista importante. De hecho, el estudio modela dos tipos diferentes de mundos de agua y hollín. Una versión seca, con solo un 25% de agua, y otra húmeda, con un 50%.
En ambos casos, la cantidad de hollín presente en la composición de esos mundos rondaría entre el 15 y el 20%. Estos modelos muestran una característica particularmente interesante. Basándose en la relación entre masa y radio, es imposible distinguir entre mundos de hollín y los mundos oceánicos más tradicionales. Dicho de otro modo, muchos de los minineptunos, en el catálogo de exoplanetas, que originalmente se creía que eran mundos oceánicos, podrían estar compuestos por materiales ricos en carbono en lugar de agua.
Cómo identificar los planetas de ‘hollín’
Sería necesario estudiar sus atmósferas para determinar a qué categoría pertenecen. El telescopio James Webb ha comenzado a analizar las atmósferas de algunos exoplanetas. Ha logrado detectar metano y dióxido de carbono en la atmósfera de los exoplanetas K2-12b y TOI-280d. Ambos son minineptunos que, aunque están dentro de la región de la línea de hollín de sus respectivos sistemas, podrían haberse formado más lejos y haber migrado hacia el interior tiempo después. Son dos casos que requieren más observación.
Concretamente, TOI-280d tiene una relación de carbono y oxígeno alto, indicando que podría ser un planeta de hollín, tal y como se menciona en el estudio. Este tipo de planetas tienen implicaciones muy interesantes para la habitabilidad. Es posible que tengan núcleos de diamante (lo que ralentizaría el ciclo de elementos volátiles en el manto del planeta). Esto provocaría que sea mucho más difícil que tengan un campo magnético con el que proteger la vida primitiva del impacto de los rayos cósmicos. Además, estarían bañados en metano y elementos volátiles.
Todos ellos, se cree, son indispensables para que pueda suceder la química prebiótica. Por lo que, en definitiva, si se puede entender cuál es el destino de estos, se podría entender mucho mejor dónde podemos esperar encontrar vida. Para saberlo, será necesario recoger muchos más datos. Tanto de composición atmosférica de exoplanetas conocidos, como para seguir perfeccionando los modelos que permitan distinguir entre planetas oceánicos o de hollín. Lo importante es que estamos ante un planteamiento que quizá vaya más allá de la simple anécdota.
Estudio
El estudio es J. Li, E. Bergin, M. Hirschmann et al.; «Soot Planets instead of Water Worlds». Puede consultarse en arXiv, en este enlace.
Referencias: Universe Today
