Un estudio arroja nueva luz sobre extraños mundos de lava

Hasta la fecha, se ha descubierto que casi el 50% de todos los exoplanetas rocosos descubiertos hasta ahora son capaces de mantener magma en sus superficies, probablemente porque estos planetas están tan cerca de sus estrellas anfitrionas que orbitan en menos de 10 días. Estar tan cerca hace que el planeta sea bombardeado por un clima severo y lleva las temperaturas de la superficie al extremo, haciéndolo casi completamente inhóspito para la vida tal como la conocemos hoy.

Ahora, en un nuevo estudio, los científicos han demostrado que estos extensos océanos fundidos tienen una gran influencia en las propiedades observadas de las supertierras rocosas y calientes, como su tamaño y su trayectoria evolutiva.

Su investigación, publicada recientemente en The Astrophysical Journal, encontró que debido a la naturaleza extremadamente comprimible de la lava, los océanos de magma pueden hacer que los planetas ricos en lava sin atmósfera sean modestamente más densos que los planetas sólidos de tamaño similar, además de afectar la estructura de sus mantos, el capa interna gruesa que rodea el núcleo de un planeta.

Aun así, dado que estos objetos están muy poco estudiados, puede ser una tarea difícil caracterizar el funcionamiento fundamental de los planetas de lava, dijo Kiersten Boley, autor principal del estudio y estudiante de posgrado en astronomía en la Universidad Estatal de Ohio.

"Los mundos de lava son cosas muy extrañas, muy interesantes y debido a la forma en que detectamos exoplanetas, estamos más predispuestos a encontrarlos", dijo Boley, cuya investigación gira en torno a comprender qué ingredientes esenciales hacen que los exoplanetas sean únicos y cómo modificar esos elementos, o En el caso de los mundos de lava, sus temperaturas pueden cambiarlos por completo.

Uno de los más conocidos de estos misteriosos mundos en llamas es 55 Cancri e, un exoplaneta a unos 41 años luz de distancia que los científicos describen como hogar de cielos brillantes y mares de lava turbulentos.

Si bien hay objetos en nuestro sistema solar, como Io, la luna de Júpiter, que son extremadamente activos volcánicamente, no hay verdaderos planetas de lava en nuestra franja del cosmos que los científicos puedan estudiar de cerca y personalmente. Sin embargo, investigar cómo la composición de los océanos de magma contribuye a la evolución de otros planetas, por ejemplo durante cuánto tiempo permanecen fundidos y por qué razones eventualmente se enfrían, puede ofrecer pistas sobre la ardiente historia de la Tierra, dijo Boley.

"Cuando los planetas se forman inicialmente, particularmente los planetas terrestres rocosos, pasan por una etapa de océano de magma a medida que se enfrían", dijo Boley. "Así que los mundos de lava pueden darnos una idea de lo que pudo haber sucedido en la evolución de casi cualquier planeta terrestre".

Utilizando el software de modelado de interiores de exoplanetas Exoplex y datos recopilados de estudios anteriores para construir un módulo que incluía información sobre varios tipos de composiciones de magma, los investigadores simularon varios escenarios evolutivos de un planeta similar a la Tierra con temperaturas superficiales de entre 2600 y 3860 grados Fahrenheit, el Punto de fusión en el que el manto sólido del planeta se convertiría en líquido.

A partir de los modelos que crearon, el equipo pudo discernir que los mantos de los planetas oceánicos de magma pueden adoptar una de tres formas: la primera, en la que todo el manto está completamente fundido, la segunda, en la que hay un océano de magma en la superficie, y una tercer modelo tipo sándwich que consiste en un océano de magma en la superficie, una capa de roca sólida en el medio y otra capa de magma fundido que se encuentra más cerca del núcleo del planeta.

Los resultados sugieren que la segunda y tercera forma son ligeramente más comunes que los planetas completamente fundidos. Dependiendo de la composición de los océanos de magma, algunos exoplanetas sin atmósfera son mejores que otros para atrapar elementos volátiles, compuestos como el oxígeno y el carbono, necesarios para la formación de las atmósferas primitivas, durante miles de millones de años.

Por ejemplo, el estudio señala que un planeta de clase de magma basal que es 4 veces más masivo que la Tierra puede atrapar más de 130 veces la masa de agua que en los océanos de la Tierra hoy en día, y aproximadamente 1.000 veces la cantidad de carbono presente actualmente en la superficie del planeta. y corteza.

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fuente: Ohio State University. "Study sheds new light on strange lava worlds." ScienceDaily. ScienceDaily, 27 September 2023. <www.sciencedaily.com/releases/2023/09/230927002506.htm>.