24 de septiembre de 2007

Científicos modelan una gran cantidad de planetas del tamaño de la Tierra

Imagen: Marc Kuchner/NASA GSFC

En las películas de La Guerra de las Galaxias los planetas ficticios están cubiertos de bosques, océanos, desiertos y volcanes. Pero nuevos modelos de un equipo de científicos del Instituto Tecnológico de Massachussets (MIT), de la NASA y de la Institución Carnegie, comienzan a describir un rango aun mayor de planetas del tamaño de la Tierra que los astrónomos realmente podrán ser capaces de encontrar en un futuro cercano.

Sara Seager, del MIT; Marc Kuchner, del Centro de Vuelos Espaciales Goddard de la NASA; Catherine Hier-Majumder (fallecida) y Burkhard Militzer, de la Carnegie, crearon modelos para 14 tipos diferentes de planetas sólidos que podrían existir en nuestra galaxia. Los 14 tipos tienen variada composición y el equipo calculó cuán grande cada planeta podría ser para una masa dada. Algunos son puro hielo de agua, carbón, hierro, silicatos, monóxido de carbono y carburo de silicio; otros son mezclas de varios de estos componentes.

"Estamos pensando seriamente acerca de los diferentes tipos de planetas con tamaño aproximado a la Tierra que pueden estar ahí afuera, como Geroge Lucas, pero real", dijo Kuchner.

El equipo tomó un enfoque diferente de los estudios previos. En lugar de asumir que los planetas alrededor de otras estrellas son versiones a escala de los planetas en el Sistema Solar, ellos consideraron todos los tipos de planetas que pueden ser posibles, usando lo que los astrónomos saben acerca de la composición de los discos protoplanetarios alrededor de estrellas jóvenes.

"Hemos aprendido que los planetas gigantes extrasolares, con frecuencia, difieren tremendamente de los mundos del Sistema Solar, así que dejamos volar nuestra imaginación y tratamos de cubrir todas las bases con nuestros modelos de planetas más pequeños", dijo Kuchner. "Podemos hacer adivinaciones educadas acerca de dónde estas diferentes clases de planetas pueden ser encontrados. Por ejemplo, planetas de carbón y planetas de monóxido de carbono se podrían encontrar en estrellas evolucionadas como enanas blancas y pulsares, o pueden formarse en discos ricos en carbón como los que están alrededor de la estrella Beta Pictoris. Pero al final, necesitamos observaciones para que nos den la respuesta".

El equipo calculó cómo la gravedad comprimiría los planetas de variada composición. Los modelos de computadora resultantes predicen el diámetro de un planeta para una composición y masa dadas. Por ejemplo, un planeta de 1 masa terrestre hecho de pura agua tendría aproximadamente 15.000 kilómetros de diámetro, mientras que un planeta de hierro con la misma masa tendría solo 5.000 kilómetros de diámetro. En comparación, la Tierra, que está mayormente formada de silicatos tiene 12.750 kilómetros de diámetro en el ecuador.

Algunos de los resultados eran esperados, tales como el hecho de que planetas formados de pura agua (similares a los satélites naturales de los planetas exteriores del Sistema Solar, los cuales consisten mayormente de hielo de agua) eran los menos densos de los planetas sólidos, y los planetas de puro hierro, los más densos. Pero hubo algunas sorpresas. El equipo descubrió que no importa el material del que está hecho un planeta, la relación masa/diámetro sigue un patrón similar.

"Todos los materiales se comprimen de la misma manera por su estructura de sólidos", explica Seager. "Si comprimes una roca, nada pasa hasta que alcances una presión critica, luego se destruye. Los planetas se comportan de la misma manera, pero reaccionan a diferentes presiones dependiendo de su composición. Este es un gran paso adelante en nuestro entendimiento fundamental de los planetas".

El equipo espera que estos modelos les permitan saber la composición de planetas cuando los astrónomos empiecen a encontrar planetas del tamaño terrestre alrededor de otras estrellas. Misiones como el satélite COROT Francés, el cual fue lanzado el 27 de diciembre de 2006 y la nave espacial Kepler de la NASA, programada para lanzarse en 2009, pueden encontrar planetas no mucho mayores que la Tierra mirando el paso por delante de sus estrellas, eventos conocidos como tránsitos. Los tránsitos nos permiten saber el tamaño del planeta y estudios posteriores pueden medir su masa. Comparando el tamaño y la masa del planeta, los astrónomos podrían determinar por ejemplo si está compuesto mayormente de hielo de agua o de hierro.

Pero los astrónomos usando el método del tránsito encontrarán dificultades para distinguir un planeta de silicatos de un planeta de carbón, porque tienen aproximadamente el mismo tamaño para una masa dada. "Para hacer esta fina distinción, necesitaremos ayuda del telescopio espacial James Webb o el Buscador de Planetas Terrestres de la NASA", dijo Kuchner. "Con estos instrumentos, podremos tomar espectros de planetas con masas similares a la Tierra, lo que nos dirá acerca de su química".

El trabajo del equipo está programado para aparecer en la edición del 20 de octubre de 2007 del Astrophysical Journal.

(lt) (mg)

Más información en:
http://www.nasa.gov/