LP 791-18d

Una de las carreras más importantes que se están desarrollando en el campo de la astronomía hoy en día es la búsqueda de un planeta similar en tamaño y características a la Tierra, algo que desde el punto de vista de la geología nos podría ayudar mucho a saber que “ingredientes” son necesarios para la formación de planetas como el nuestro. De momento no hemos encontrado un planeta b, y es posible que tardemos en encontrarlo por dos cuestiones principales: por las dificultades propias de la observación de planetas tan relativamente “pequeños” y porque no sabemos todavía cómo de raros son los planetas como el nuestro -si es que hay más.

Pero el ir completando el catálogo de planetas extrasolares -aquellos que giran en torno a una estrella diferente a nuestro Sol- está aportándonos una visión sobre la enorme diversidad de planetas existentes, muchos de los cuales no tienen una representación directa en nuestro Sistema Solar.

Recientemente, se ha publicado un nuevo estudio en la revista Nature hablándonos de cómo podría ser un planeta de un tamaño similar al de la Tierra (1.03 radios terrestres) llamado LP 791-18d, situado a unos 90 años-luz de nuestro planeta y que gira en torno a una enana roja junto a otros dos planetas, estos dos últimos ya descubiertos en 2019.

Pero, ¿qué tiene de especial este planeta? Los científicos piensan que podría tener una gran actividad volcánica distribuida por toda su superficie, algo similar a lo que ocurre en Ío, un satélite de Júpiter. La actividad volcánica es muy importante en planetas rocosos, ya que puede ayudar a generar una atmósfera -los gases más importantes que emiten los volcanes son el vapor de agua, el dióxido de carbono y el de azufre, entre otros- y a ir rellenándola en el caso de que esta pueda sufrir pérdidas por cualquier motivo, como la carencia de un campo magnético o el propio viento estelar.

Además, las atmósferas de los planetas, si se dan las condiciones adecuadas, pueden permitir la existencia de agua líquida en la superficie, algo que, como sabemos, es de gran importancia para la astrobiología y la búsqueda de la vida más allá de nuestras fronteras.

Al mismo, tiempo, los volcanes son capaces de llevar a la superficie elementos que de otro modo estarían atrapados en su interior, pudiendo crear un ciclo de transferencia y reciclaje entre la corteza y el interior del planeta. También podrían incluso aportar calor a zonas más frías, como el fondo de posibles océanos, permitiendo ambientes menos hostiles.

¿De dónde sacaría este planeta la energía interna suficiente como para poder estar cubierto de volcanes? La respuesta está en la existencia de uno de los otros planetas, el c, que tiene una masa de aproximadamente nueve veces la de la Tierra. Conforme van haciendo órbitas alrededor de su estrella, los planetas c y d pasan cerca el uno del otro, de tal forma que el c es capaz de modificar ligeramente la órbita del d, haciéndola más elíptica.

Esta deformación en la órbita es suficiente como para que el planeta sufra un fenómeno que conocemos como calentamiento de marea, de tal forma que a lo largo de su órbita el planeta sufre una deformación en su superficie y su interior diferente en cada punto de la órbita debido a la atracción gravitatoria de su estrella y de los otros planetas del sistema.

Para que podamos entendernos, imagina que tienes una pelota antiestrés en las manos y que empiezas a comprimirla y a dejar que vuelva a su forma. Después de un rato, verás que esta ha aumentado ligeramente su temperatura y esto se debe en parte a la energía que transfiere el movimiento de tu mano sobre la propia pelota.

De una manera parecida, cuando un cuerpo masivo ejerce una fuerza de atracción gravitatoria sobre otro más pequeño, acaba provocando que el más pequeño sufra un proceso de deformación en el cual se comprime y se estira, parecido a lo que has hecho con la pelota. Esto ocurre normalmente porque la fuerza de atracción de la gravedad en un lado, el que mira al objeto más masivo, es más fuerte, y más débil su efecto sobre el lado opuesto.

Este proceso, si ocurre en repetidas ocasiones, genera una serie de fricciones que a su vez se traducen en calor, a veces suficiente para generar magmas que pueden dar lugar a erupciones volcánicas, y como decíamos anteriormente, es el mismo proceso que ocurre sobre la luna de Júpiter Ío, y que lo convierte en uno de los objetos con mayor actividad del Sistema Solar.

Otro de los detalles aportados en el estudio sobre este planeta indica que sufre un acoplamiento de mareas con su estrella y que, por lo tanto, siempre tiene la misma cara apuntando a su estrella -algo parecido a lo que ocurre en nuestro planeta con la Luna, en la que el periodo de rotación es igual al orbital- y esto a su vez se traduce en que su cara diurna probablemente tenga una temperatura muy alta, aunque dependiendo de su atmósfera, el agua podría ser estable en su cara nocturna, donde las temperaturas serían menores.

Eso si no ha sufrido un proceso evolutivo como el de Venus, donde los volcanes han sido capaces de generar una atmósfera muy importante, capaz de equilibrar la temperatura en su lado nocturno y diurno, y volviendo totalmente inhabitable cualquier parte del planeta.

Pero precisamente este hecho abre otra cuestión muy importante de cara a entender la habitabilidad de la Tierra. Podríamos suponer que Venus y la Tierra tienen una actividad volcánica similar a grandes rasgos… entonces, ¿por qué Venus ha seguido sumando gases de efecto invernadero? Una de las posibles respuestas a esta pregunta es la existencia de una tectónica de placas capaz de almacenar parte de estos gases -obviamente, no en estado gaseoso sino transformado en otras sustancias químicas- dentro de su corteza o su manto, donde seguirá un ciclo en el que se vaya incorporando al interior del planeta y posteriormente siendo expulsado por los volcanes.

En nuestro planeta este ciclo viene regulado por la tectónica de placas, pero al menos aparentemente no hay una en Venus, y quizás tampoco lo exista en este exoplaneta, por lo que la tectónica de placas podría ser un condicionante para conseguir unas condiciones más habitables en los planetas. O quien sabe si hay algún detalle o mecanismo que todavía desconozcamos por completo a la hora de regular estos ciclos en otros planetas.

Sea como fuere, el estudio de los exoplanetas va a seguir aportándonos una importante visión no solo sobre la diversidad de mundos que pueblan nuestra galaxia, sino también ayudarnos a contestar aquellas preguntas que todavía tenemos sobre nuestro propio Sistema Solar.

Bibliografía:

Crossfield, I.J. et al. (2019) ‘A super-earth and sub-neptune transiting the late-type M dwarf LP 791-18’, The Astrophysical Journal Letters, 883(1). doi: 10.3847/2041-8213/ab3d30.

Peterson, M.S. et al. (2023) ‘A temperate Earth-sized planet with tidal heating transiting an M6 star’, Nature, 617(7962), pp. 701–705. doi: 10.1038/s41586-023-05934-8.

Para saber más:

25 años de planetas extrasolares
El valle de la evaporación de planetas

Sobre el autor: Nahúm Méndez Chazarra es geólogo planetario y divulgador científico.