El agua es necesaria para la vida tal como la conocemos, pero demasiada agua es mala para la habitabilidad. Por lo tanto, para estudiar la habitabilidad de los planetas extrasolares, determinar la abundancia de agua es un elemento clave. Yann Alibert, Oficial Científico de PlanetS en elLa Universidad de Berna muestra que la observación de exoplanetas a diferentes edades se puede utilizar para establecer restricciones estadísticas sobre su contenido de agua, un resultado importante para futuras misiones espaciales.
Con los telescopios espaciales, los astrónomos pueden medir el radio de los exoplanetas que pasan frente a su estrella en un llamado tránsito. Conocer la masa también, calcular la densidad es fácil. Pero esto no significa que sepa exactamente qué son los objetosYann Alibert, líder del grupo ERC PLANETOGENESIS de la Universidad de Berna, explica: "La densidad media puede significar que hay agua en el planeta, pero también podría ser una combinación de silicatos y hierro con alta densidad y gas conbaja densidad."
Además de la masa y el tamaño, los investigadores necesitan información adicional para averiguar si los exoplanetas son ricos en agua o pobres en agua. Pero, ¿qué podría ser eso? Fue casi por casualidad que Yann Alibert encontró una solución. Dos añosHace unos años, cuando se le pidió que diera una charla en una conferencia, trató de averiguar cuáles serían los beneficios de conocer la edad de las estrellas que albergan exoplanetas en tránsito. Según la teoría actual, los planetas se forman junto con sus estrellas y, por lo tanto, los exoplanetasse supone que tienen aproximadamente la misma edad que su estrella anfitriona.
"Es un poco como mirar a un grupo de personas", dice Yann Alibert. "Ves lo alto y lo pesado que son, y tratas de pensar en lo que podrías saber si supieras su edad.- tal vez, en general, los jóvenes tienen más músculos ". ¿Cómo podría la masa, el radio y la edad de los exoplanetas dar información sobre su estructura interna? Para responder a esta pregunta, Yann Alibert calculó cómo los planetas de diferentes composiciones evolucionaron durante miles de millones de años"Mostramos que aunque dos planetas pueden tener el mismo radio y masa en un momento dado, en general no tienen el mismo radio en otro momento", resume el investigador en su artículo que ahora se publica en línea en la revista Astronomy &Astrofísica.
Determinar la energía del planeta
El astrofísico calculó que la evolución temporal del radio planetario depende de la cantidad de hielo de agua del planeta. Cambiar la cantidad de hielo en un planeta también cambia su capacidad calorífica media y su energía gravitacional. Esta diferencia de energía significaque las tasas de enfriamiento y contracción de los planetas ricos en agua y pobres en agua divergen, la razón del cambio del radio. La diferencia es pequeña, pero lo suficientemente grande como para ser medida estadísticamente comparando dos muestras de planetas de masa similar peroa diferentes edades
"En resumen, observas una muestra de planetas que tienen 5 mil millones de años", explica Yann Alibert: "Luego observas una muestra similar de planetas que son considerablemente más jóvenes, como 500 millones de años, y comparas sus radios.Esto le da una estimación de qué tan rápido se contraen los planetas y, finalmente, esto puede estar relacionado con la cantidad de agua en el planeta. Por lo tanto, puede probar que algunos planetas son ricos en agua. "Lo que puede parecer fácil, es bastante complicado".De hecho, la idea es bastante intuitiva, pero las estadísticas en el documento no son simples ", admite el investigador. En su modelo, estudió planetas de baja masa desde Super-Tierras hasta objetos similares a Neptun que constan de cuatro capas: un núcleo, unmanto de silicato, un manto helado y una envoltura de gas, que computa cientos de miles de modelos de estructura interna del planeta.
A pesar de otras suposiciones y aproximaciones, Yann Alibert está convencido de que las futuras misiones espaciales que observen tránsitos de exoplanetas deberían poder medir el efecto calculado: "Las observaciones de tránsito como las que realizarán CHEOPS, TESS o PLATO podrán establecer restricciones estadísticas sobrecomposición planetaria con este modelo, siempre que se conozca la edad estelar con suficiente precisión y se puedan observar suficientes planetas con suficiente precisión de masa y radio ". Esto debería ayudar a comprender mejor la formación de planetas y la posible habitabilidad.
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Materiales proporcionado por NCCR PlanetS . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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