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Exoplanetas donde llueven minerales.

Las atmósferas de los exoplanetas gigantes gaseosos son complejas.
A estos objetos se los suele llamar Jovianos por ser enormes planetas gaseosos del tamaño de Júpiter o mayores. Los hay muy calientes, donde elementos que en Casa son sólidos, allí se funden y evaporan. Por ejemplo, hay exoplanetas con hierro en su atmósfera (Nubes de Hierro podrían ocular el agua en exoplanetas | pdp, https://paolera.wordpress.com/2015/12/17/nubes-de-hierro-podrian-ocultar-el-agua-en-exoplanetas/).

Hay exojovianos tan cerca de su estrella hospedante que están bloqueados gravitacionalmente (gravitationally locked). En esa situación, rotación y translación coinciden haciendo que el objeto ofrezca siempre la misma cara a su hospedante; como el caso de la Luna y la Tierra.
La cara siempre iluminada puede llegar a los 1700°C mientras que en la cara donde hay noche eterna la temperatura puede llegar a los 800°C.
Con estos valores, en la cara diurna pueden fundirse y evaporarse especies químicas minerales que en la Tierra se presentan como rocas sólidas. De la cara iluminada a la obscura, hay una convección o flujo de energía y gases. Una vez en la cara obscura, los gases se condensan en nubes que pueden ser de Manganeso o Silicatos. Estas nubes darían la apariencia de una cara obscura de menor temperatura por no dejar salir la energía al exterior.
Si bien la temperatura es muy alta, a cierta altura en la atmósfera de la cara obscura, esas nubes podrían condensar más aún y formar gotas que precipitan en forma de lluvia.
En este caso, en esos exoplanetas lloverían minerales; claro que en estado líquido.

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Ilustración sin crédito – ver origen en su enlace 

Referencia:

Fuente:

pdp.

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Posible exoluna con actividad volcánica.

Con el descubrimiento de sistemas planetarios en otras estrellas, surgieron varias inquietudes.
Por supuesto que la primera fue pensar si había formas de vida en aquellos exoplanetas. Así surgieron ideas como para detectar vida inteligente a través de la contaminación de sus atmósferas, y formas de vida vegetal a través de cómo las plantas reflejan la luz (La polución atmosférica en exoplanetas…| pdp; https://paolera.wordpress.com/2014/06/13/la-polucion-atmosferica-en-exoplanetas-como-evidencia-de-inteligencia-en-otros-mundos/); Buscando plantas en otros mundos | pdp; https://paolera.wordpress.com/2017/05/19/buscando-plantas-en-otros-mundos/).

También se pensó en la existencia de exocuerpos menores.
Si bien son muy pequeños como para detectarlos observacionalmente, pueden producir efectos observables. Por ejemplo, se sospecha de la existencia de exocometas en estrellas donde hay variaciones de luz asimétricas; donde la caída es brusca y la recuperación es lenta cuando éstos pasan delante de ella con sus colas de elementos sublimados. También hay evidencias espectroscópicas de que hay cometas evaporándose cerca de estrellas como sucede en Nuestro Sistema Solar con los cometas de la familia Kreutz. (¿Evidencias fotométricas de exocometas? | pdp; https://paolera.wordpress.com/2017/08/24/evidencias-fotometricas-de-exocometas/); (Más evidencias de exocometas | pdp; https://paolera.wordpress.com/2016/10/12/mas-evidencias-de-exocometas-el-caso-de-φ-leo/); (Rasantes del Sol Kreutz; https://es.wikipedia.org/wiki/Rasantes_del_sol_Kreutz).

Pero, ¿qué sucede con las exolunas?
Por supuesto que son difíciles de detectar. Pero hay un caso de posible evidencia de una exoluna geológicamente activa como la Joviana luna Io.
A unos 550 años luz de Casa, se encuentra el exoplaneta gigante gaseoso WASP-49b. En sus vecindades se detectó la presencia de Sodio. Dicho elemento no se encuentra en posiciones cercanas al exoplaneta por lo que no pudo haber salido de él.
Una buena explicación, es que fue arrojado por actividad volcánica de una exoluna rocosa similar a Io.

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Ilustración de exoluna arrojando gases por vulcanismo – crédito: University of Bern/Thibault Roger

Como sucede en la luna Joviana, el acercamiento y alejamiento de la luna a su planeta hospedante, produce tirones gravitatorios, como si se tratara de un “masaje” o “amasado” de la luna. Ese trabajo se transforma en energía y se encarga de calentar el núcleo del satélite natural. Eso fomenta la actividad volcánica de Io y haría lo mismo con la luna de WASP-49b.
Quizás, siguiendo el rastro de ese Sodio se pueda aproximar la órbita de la supuesta exoluna.

Referencia:

Fuente:

pdp.

WASP 121b, el exoplaneta que se evapora.

Hay exoplanetas que están tan cerca de su estrella hospedante que sufren las concecuencias.
Se ha observado exoplanetas con colas de polvo producidas por el viento estelar debido a la cercanía con su estrella (Exoplanetas con colas de polvo | pdp, https://paolera.wordpress.com/2014/12/01/exoplanetas-con-colas-de-polvo/).

Por primera vez se detectó un exoplaneta que pierde gases de Hierro y Magnesio.
Del material procesado retornado al espacio por las supernovas, nacen estrellas de segunda generación y su séquito de planetas; como es Nuestro caso.
De ahí que los planetas contengan elementos pesados.

WASP 121 es una estrella más caliente que el Sol a unos 900 años luz de Casa. En sus vecindades se detectó gases de Hierro y Magnesio, los que no provienen de la estrella ya que ésta no muestra evidencias de eyecciones de materia.
WASP 121b, es un exoplaneta que la orbita. Su masa indica que se trata de un Joviano y por su poca distancia a la estrella tiene una temperatura de unos 2500°C. A esa temperatura, los gases de metales alojados en su atmósfera baja, se recalientan y se elevan en un proceso de convectivo. Una vez al la alta atmósfera, los gases están animados de velocidad y bajo una gravedad menor que en las capas interiores. Bajo estas condiciones y con la ayuda del viento estelar, estos gases abandonan el planeta en un proceso de evaporación que, con el tiempo, termina con la pérdida de casi toda su atmósfera.

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Ilustración crédito de  Engine House VFX/At-Bristol Science Centre/University of Exeter/JPL

La cercanía a la estrella también provoca la deformación del planeta por mareas gravitatorias que le dan forma estirada en su ecuador.

Referencia:

Fuente:

pdp.

PDS 70c podría tener lunas en el futuro.

Las estrellas de tipo T Tauri reciben ese nombre por ser del mismo tipo que esa estrella, la primera en su tipo.
Se trata de estrellas jóvenes, que suelen estar rodeadas de material del cual pueden formarse planetas. Una de ellas es la estrella V1032 Cen en la constelación del Centauro, a unos 350 años luz de Casa con una masa algo menor que la del Sol. También catalogada como PDS 70, esta estrella de unos 5 millones de años de edad (el Sol tiene unos 4500 millones de años) está rodeada de un anillo circunestelar.
Se han obtenido imágenes de esta estrella en diferentes longitudes de onda y se las superpuso para tener una mejor idea del sistema.

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Imagenes superpuestas en diferentes longitudes de onda del sistema PDS 70. – Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO) A. Isella; ESO

Se puede apreciar dos exoplanetas en formación, PDS 70b y PDS 70c.
Este último a una distancia de la estrella similar a la de Neptuno-Sol, muestra estar rodeado materia circumplanetaria.
La masa que rodea a PDS 70c es muy baja por lo que el planeta estaría casi formado. Se piensa que esta materia, además de alimentar al planeta, podría dar origen a satélites naturales. En tal caso, estaríamos siendo testigos del nacimiento de un exoplaneta y sus lunas.

Referencia:

Fuentes:

pdp.

Posibilidades de vida en exoplanetas y características de sus interiores.

Cuando se estudian los exoplanetas, se estudia las posibilidades de que puedan sostener formas de vida.
Podrían tener formas de vida exóticas adaptadas a esos ambientes, de hecho en la Tierra hay formas de vida en ambientes extremos y hostiles. Entonces solemos pensar si puede haber vida tal como la conocemos en Casa. Para eso, los planetas deben ser rocosos y fundamentalmente poder tener agua en estado líquido. Eso depende de las características de sus atmósferas y de su temperatura, esta última relacionada con sus distancias a sus estrellas y al tipo de éstas.
Pero así como vemos otros planetas para entender mejor al Nuestro, también observar al Nuestro nos sirve para entender mejor a los otros.

Vivimos sobre la corteza del Planeta, la que está sobre las placas tectónicas. Éstas se desplazan y según la dinámica de sus movimientos (tectónica de placas), producen temblores, terremotos (cuando se raja la corteza) y elevaciones cuando chocan unas contra otras.
En ese caso, aparecen montañas y algunas afloran de los océanos en forma de islas. Esto influye en la aparición de formas de vida, ya que las condiciones a grandes alturas no son las mismas que en terrenos bajos, y donde aparece una isla puede darse condiciones para la vida donde antes no la había.
La actividad volcánica también colabora en la aparición de islas y modificaciones de ambientes. Esta actividad está relacionada con procesos en el interior del Planeta. Allí hay convecciones de materia con carga eléctrica que generan nuestro campo magnético.
Éste se encarga de desviar las partículas cargadas provenientes del Sol en el Viento Solar. Estas partículas de alta energía son desviadas a los polos magnéticos, cercanos a los geográficos, y allí excitan la atmósfera produciendo las conocidas auroras.

Ilustración entre interiores con (izquierda) y sin (derecha) flujo de materia que genera campos magnéticos – Crédito: Shahar et al.

De no ser por el campo magnético, la vida en Casa estaría amenazada ya que estas partículas son perjudiciales para la vida tal como la conocemos. Marte no tiene actividad geológica y por lo tanto no tiene un campo magnético que proteja su superficie del viento Solar. A lo sumo presenta pequeños campos aislados como “hongos” desparramados por el Planeta.
Por eso mientras hayan volcanes activos en Casa, seguiremos teniendo un Planeta joven y protegido del viento Solar.

Ilustración de interiores planetarios (Tierra a la izquierda) cuya dinámica influye en la posibilidades de vida en la superficie o bajo ella. – Crédito: Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics)

Todo esto está relacionado con el interior del Planeta.
Luego, los interiores planetarios son tan importantes para la aparición y mantenimiento de formas de vida como las condiciones atmosféricas. Las características bajo el suelo y sobre éste están vinculadas para el soporte de vida en la superficie.

Referencia:

Fuentes:

pdp.

PDS 70b, el nacimiento de un Joviano.

Cada vez hay más evidencias observacionales a favor de las teorías de formación planetarias.
Las estrellas nacen de una nube de gas y polvo a baja temperatura. Allí se forma un disco de acreción que da origen a la estrella .
Con su radiación, la estrella “limpia” sus vecindades. Desaloja el polvo y sublima los hielos que puedan rodearla. Pero a la distancia, los granos de polvo se van arremolinando y formando protoplanetas. Más allá, los hielos sobreviven formando cuerpos helados.
Una vez formados los huéspedes, comienza el caos donde unos precipitan sobre otros y muchos migran a otras órbitas.
Las regiones de formación de planetas alrededor de estrellas, están sometidas a temperaturas que las hacen observables en infrarrojo.

Veamos:

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Imagen infrarroja del joven exoplaneta PDS 70b. Se ha ocultado artificialmente la estrella central y se muestra el tamaño del Sistema Solar a manera de escala. Crédito: V. Christiaens et al./ ESO.

Se trata del planeta en formación PDS 70b.
Todo indica que es gaseoso, con un radio algo mayor a 1,5 el de radio Joviano y una masa que no supera las 10 masas Jovianas. Tiene aún un disco de acreción de materia, donde se estima que están cayendo sobre el planeta unas 10 millonésimas a 100 millonésimas partes de masas Jovianas anuales.
Con una temperatura de alrededor de 1500°K, se piensa que del disco que aun rodea al planeta pueden formarse lunas como las de Júpiter.
En tal caso, se confirma el origen de los satélites Jovianos, aparte de las posibilidades de captura de algunos de ellos.

Referencia:

Fuente:

pdp.

La zona habitable en binarias puede aumentar si éstas se acercan.

Con el descubrimiento de exoplanetas, pronto se pensó en las posibilidades de hallar vida en ellos.
La zona habitable, familiarmente conocida como región de ricitos de oro, es la región del sistema planetario donde los planetas pueden tener agua líquida, entre otras condiciones favorables para la vida como la conocemos. Eso depende fundamentalmente de la cantidad de calor que reciben de la estrella; luego, depende del tipo de estrella hospedante, de las características orbitales de los planetas y hasta de su rotación. En posiciones delante de la zona habitable hace demasiado calor, y en posteriores hace poco calor.

El descubrimiento de exoplanetas alrededor de estrellas binarias, permitió demostrar que en ese tipo de sistemas, no es raro hallarlos como se pensó en un principio. No sólo los hay orbitando a ambas estrellas (exoplanetas circumbinarios), sino que también los hay orbitando una de ellas (circunestelar), ya sea la más masiva o la menos masiva.

En una binaria sus componentes pueden alterar sus órbitas.
Una forma de que esto suceda es que una tercera estrella pase cerca del sistema y, gravitacionalmente, le quite energía a una de las compnentes haciendo que tiendan a acercarse.
En ese caso, un planeta circunestelar, digamos alrededor de la estrella más pequeña, siente más la combinación del calor de ambas estrellas. Así, se extiende la zona de habitabilidad o habitable.

Diagrama donde se aprecia la configuración de una binaria antes y después del acercamiento mutuo. Las zonas de habitabilidad se señalan en azul. – Crédito de Richard Parker / Bethany Wootton / University of Sheffield.

Las zonas habitables de cada estrella, señaladas en azul, pueden llegar a superponerse si las estrellas se acercan.
Si vemos la estrella menor (la de la izquierda), su zona de habitabilidad se ensanchó debido al calor extra proveniente de la otra estrella, ahora más cercana a ella. De esta manera, aumentan las probabilidades de que en los planetas que la orbitan se den formas de vida tal como la conocemos.

Referencia:

Fuente:

pdp.