Más agua de lo creído en los planetas del universo

Un nuevo estudio sugiere que la formación de planetas genera grandes cantidades de agua como consecuencia típica del propio proceso.

La presencia de agua líquida se considera fundamental para la habitabilidad planetaria. Los resultados de este estudio sugieren, por tanto, que puede haber más planetas habitables de lo creído hasta ahora.

El estudio lo ha llevado a cabo un equipo internacional encabezado por Francesca Miozzi, del Instituto Carnegie de Ciencia en Washington, D.C., Estados Unidos.

Concretamente, lo que Miozzi y sus colegas han descubierto es que el tipo más abundante conocido de planeta en nuestra galaxia y seguramente en muchas otras podría ser rico en agua líquida debido a interacciones que en fases tempranas de su formación se dan entre la atmósfera primitiva y océanos de magma.

De los más de 6000 exoplanetas conocidos en la Vía Láctea, los llamados subneptunos son los más comunes. Son más pequeños que Neptuno y más masivos que la Tierra, y se cree que tienen interiores rocosos con densas atmósferas dominadas por el hidrógeno.

Investigaciones previas de modelado matemático han demostrado que las interacciones entre el hidrógeno atmosférico y los océanos de magma ricos en hierro durante la formación planetaria pueden producir cantidades significativas de agua. Sin embargo, hasta ahora no se habían realizado pruebas experimentales exhaustivas de esta posible fuente de agua planetaria.

Miozzi y sus colegas reprodujeron las condiciones bajo las cuales se producirían en un planeta joven dichas interacciones entre la atmósfera planetaria primitiva (representada por el hidrógeno) y el océano de magma de la superficie planetaria antes del enfriamiento de la corteza (representado por sílice fundida rica en hierro). Lo lograron comprimiendo muestras hasta casi 600 000 veces la presión atmosférica (60 gigapascales) y calentándolas a más de 4000 grados centígrados.

En los experimentos del nuevo estudio, se ha demostrado que el agua se crea de forma fácil y habitual durante el proceso de formación de planetas de una clase típica. Al calentar materiales análogos a los típicos de los planetas jóvenes y comprimirlos entre las puntas de dos diamantes, los autores del estudio han demostrado que las interacciones entre la atmósfera de un planeta joven y su océano de magma primitivo generan agua y disuelven hidrógeno en el magma fundido, al menos en un tipo de planeta muy abundante en nuestra galaxia, los subneptunos. (Imagen: Navid Marvi / Carnegie Science)

Las condiciones ambientales reproducidas en los experimentos del estudio emulan el ambiente reinante durante una fase crítica del proceso evolutivo de los planetas rocosos. Estos cuerpos se forman a partir del disco de polvo y gas que rodea a una estrella joven en el período posterior a su nacimiento. Este material se acumula formando cuerpos que colisionan entre sí y a veces se fusionan unos con otros, aumentando su tamaño y su temperatura, hasta que su superficie queda convertida en un vasto océano de magma.

Estos planetas jóvenes suelen estar rodeados por una densa capa de hidrógeno molecular (H₂) que actúa como una “manta térmica”, manteniendo el océano de magma durante miles de millones de años antes de que se acabe enfriando.

Los experimentos del nuevo estudio han demostrado que una gran cantidad de hidrógeno se disuelve en el magma fundido y que se crean cantidades significativas de agua mediante la reducción de óxido de hierro por hidrógeno molecular.

El estudio se titula “Experiments reveal extreme water generation during planet formation”. Y se ha publicado en la revista académica Nature. (Fuente: NCYT de Amazings)