Hemos detectado más de 4.000 exoplanetas en la Vía Láctea, de ellos sólo una pequeña cantidad posee entre 1.5 y 2 veces el tamaño de la Tierra. Ahora, una investigación publicada en el The Astronomical Journal parece tener la respuesta a la también llamada brecha del radio de los planetas pequeños.
Según observaciones, simulaciones y modelos, es probable que esos exoplanetas existieran y se redujeran durante miles de millones de años. “El punto principal es que los planetas no son las esferas estáticas de rocas y gas que solemos imaginar”, señala el astrofísico Trevor David del Instituto Flatiron.
Anomalía
La brecha del radio de los planetas pequeños fue identificada por primera vez en 2017. El patrón resalta la falta de exoplanetas en medio de dos clasificaciones: mundos del tamaño de la Tierra y mini-Neptunos con atmósferas muy gruesas similares a las del octavo planeta.
Los científicos han propuesto varios escenarios posibles para explicar esta extraña anomalía. Una es que se habrían formado así, a partir de nubes con material demasiado escaso para construir una atmósfera similar a la de Neptuno.
Sin embargo, la teoría principal indica que los exoplanetas se formaron más grandes en un comienzo y luego se contrajeron debido a la pérdida atmosférica. Dicha idea ha sido investigada anteriormente, pero David y su equipo agregaron un nuevo parámetro a su análisis: las edades de los exoplanetas, los cuales se forman al mismo tiempo que sus estrellas.
Interesante patrón
Primero seleccionaron un grupo de exoplanetas con menos de 10 veces el tamaño de la Tierra del California-Kepler Survey, un proyecto para medir las propiedades precisas de los exoplanetas y sus estrellas anfitrionas. Estos datos les permitieron obtener con precisión una población del rango de tamaño correcto.
Posteriormente, el equipo calculó las edades de las estrellas empleando su composición química y fluctuaciones de luz, dos propiedades relacionadas con su edad. Por último, dividieron los sistemas en dos poblaciones: las menores de 2 mil millones de años y las mayores a esa edad. Una vez que lo hicieron, los investigadores notaron un patrón interesante.
La brecha de masa no está completamente vacía y la distribución de exoplanetas en esa brecha parecía estar dividida por edad. En el caso de los sistemas más jóvenes, la brecha estaba más vacía en la región de 16 radios terrestres. Respecto a los sistemas más antiguos, variaba alrededor de 18 radios terrestres.
El equipo interpretó que algunos mini-Neptuno se encogen dramáticamente durante miles de millones de años, perdiendo sus atmósferas para finalmente dejar solo un núcleo desnudo. Por encima de cierto límite crítico, los mini-Neptunos tienen suficiente masa para aferrarse gravitacionalmente a sus atmósferas, lo que da como resultado la brecha observada.
Atmosfera perdida
Aún no se conoce el motivo de la pérdida atmosférica. Un posible escenario es el bombardeo de asteroides o meteoritos. Al ser un proceso de miles de millones de años, lo anterior es poco probable, concluyeron los autores. El bombardeo destruiría una atmósfera en escalas de tiempo mucho más cortas.
Otra opción es la fotoevaporación, donde la proximidad entre la estrella y el planeta es suficiente para que la radiación de la estrella destruya la atmósfera. También podría ser el enfriamiento del núcleo, donde el calor que escapa del núcleo planetario ingresa a la atmósfera y ayuda a eliminarlo desde adentro.
Los dos últimos procesos son muy diferentes y ocurren en diferentes escalas de tiempo. A pesar de ello, ambos se ajustan a las observaciones del equipo, por esta razón se requieren más análisis para determinar lo que está encogiendo los exoplanetas.