O inferno cheira a ovos podrecidos: descobren unha nova clase de planeta cun océano global de magma

Ilustración do exoplaneta L 98-59 d, o terceiro mundo descuberto ata agora arrededor da súa estrela / Mark A. Garlick

Pasaron xa 30 anos desde que, o 6 de outubro de 1995, os astrónomos suízos Michel Maior e Didier Queloz anunciaron ao mundo o achado de 51 Pegasi b, o primeiro planeta confirmado fóra do noso sistema solar. Aquel mundo gaseoso e abrasador abriu as portas a unha nova era o a exploración espacial. Hoxe, tres décadas despois, o contador de exoplanetas confirmados supera xa a cifra de 6.000 mundos. Suficientes, de feito, para que os científicos puidesen ordenalos e dividilos nunha manchea de categorías ben definidas. Aí están, entre outros, os ’Xúpiteres quentes’, xigantes de gas que case rozan á súa estrela nai; ou as ’Superterras’, mundos rochosos máis masivos que o noso; ou os ’Minineptunos’, planetas de gas e xeo máis pequenos que Neptuno; ou os ’Mundos oceánicos’, cubertos de auga líquida ou de grosas capas de xeo.

E agora, xusto cando criamos ter o ’catálogo planetario’ baixo control, un novo descubrimento acaba de obrigar aos astrofísicos a crear unha categoría completamente nova.

O achado, recentemente publicado en Nature Astronomy e liderado pola Universidade de Oxford, revelou a existencia dun tipo de planeta xamais visto: un mundo fundido que almacena colosais cantidades de xofre nas profundidades dun océano de magma permanente.

Chámase L 98-59 d e está a uns 35 anos luz da Terra, unha distancia que en termos astronómicos equivale á nosa propia veciñanza galáctica. Este mundo, observado por primeira vez en 2019, é o terceiro planeta descuberto ata o de agora ao redor dunha pequena estrela anana vermella e ten un tamaño aproximado de 1,6 veces o do noso propio planeta.

Con todo, datos recentes solicitados polo Telescopio Espacial James Webb e varios observatorios terrestres indican algo sumamente inusual: o planeta ten unha densidade excepcionalmente baixa para o seu tamaño e, ademais, a súa atmosfera contén cantidades moi significativas de sulfuro de hidróxeno, un gas que cheira a ovos podrecidos e que xa foi detectado noutros mundos, e mesmo no noso veciño Urano.

O sulfuro de hidróxeno detectado polo telescopio James Webb, gas que na Terra asociamos irremediablemente ao fedor dos ovos podrecidos, é a clave para entender a supervivencia da súa atmosfera

Ata o de agora, calquera astrónomo colocaría a L 98-59 d nunha das dúas ’caixas’ de sempre: a das ’ananas de gas’ rochosas cunha atmosfera de hidróxeno; ou na dos mundos ricos en auga, feitos de xeo e océanos profundos. Pero este é un ’animal’ diferente, un que non encaixa en ningunha das dúas descricións. Trátase, de feito, do primeiro membro coñecido dunha clase de planeta totalmente nova, que contén pesadas moléculas de xofre sostidas por un interior de lava ardente.

Para estudalo a fondo, un equipo de investigadores das universidades de Oxford, Groningen, Leeds e a escola politécnica ETH de Zúric recorreu a simulacións informáticas de última xeración para reconstruír a historia do planeta desde pouco despois do seu violento nacemento ata o día de hoxe, abarcando un lapso de case 5.000 millóns de anos. Despois, ao conectar o que o telescopio James Webb estaba ’a ver’ con modelos físicos detallados de interiores planetarios, os investigadores lograron pescudar o que realmente ocorría baixo as densas nubes da súa atmosfera.

Os resultados revelan que o manto de L 98-59 d está feito de silicato fundido, algo moi similar á lava dos nosos volcáns terrestres, pero formando un océano global de magma que se estende miles de quilómetros cara ao interior. Un océano, ademais, repleto de moléculas de xofre.

Sería algo similar a unha botella de auga con gas, onde a auga é o océano de magma e as burbullas o xofre. Así, da mesma forma en que a auga retén o gas e vaino liberando aos poucos en forma de burbullas, o planeta almacenaría inmensas cantidades de xofre no seu interior durante escalas de tempo xeolóxicas. E esa é a clave da súa supervivencia.

Normalmente, un planeta tan próximo á súa estrela perdería a súa atmosfera rapidamente, varrida pola feroz radiación de raios X emitida pola anana vermella. Con todo, o océano de magma actúa como un reservorio xigantesco. Ao longo de miles de millóns de anos, os intercambios químicos continuos entre o interior fundido e a atmosfera foron repoñendo os gases (como o sulfuro de hidróxeno), mantendo unha espesa envoltura atmosférica rica en hidróxeno que doutro xeito se perdeu para sempre no frío baleiro do espazo.

En palabras de Harrison Nicholls, do Departamento de Física da Universidade de Oxford e autor principal do estudo, «este descubrimento suxire que as categorías que os astrónomos usan actualmente para describir planetas pequenos poden ser demasiado simples. Aínda que é pouco probable que este planeta fundido albergue vida, reflicte a gran diversidade de mundos que existen máis aló do Sistema Solar. Entón podemos preguntarnos: que outros tipos de planetas están a esperar a ser descubertos?».

Con todo, o achado non vén da nada. Os astrofísicos levan anos perseguindo a pegada de procesos químicos complexos noutros mundos. En 2024, sen ir máis lonxe, o propio telescopio James Webb confirmou a presenza de dióxido de xofre na atmosfera do exoplaneta WASP-39b. Aquel estudo demostrou que a luz ultravioleta das estrelas anfitrioas é capaz de desencadear reaccións químicas nas atmosferas dos seus planetas, un proceso coñecido como fotoquímica.

Agora, os novos modelos aplicados a L 98-59 d confirman que alí ocorre exactamente o mesmo: o dióxido de xofre detectado na parte alta da súa atmosfera créase cando a luz ultravioleta da súa estrela vermella desencadea reaccións fotoquímicas. A diferenza fundamental radica en que, a diferenza do xigante gaseoso WASP-39b, no caso de L 98-59 d existe un océano de magma físico debaixo que amortece e regula estes gases volátiles.

Segundo indican as simulacións do equipo, L 98-59 d formouse probablemente cunha enorme cantidade de material volátil e na súa mocidade debeu parecerse moito máis a un planeta sub-Neptuno. Pero co paso de miles de millóns de anos, foise encollendo a medida que se arrefriaba e perdía parte da súa atmosfera primixenia.

O manto deste exoplaneta é, con toda probabilidade, silicato fundido: un océano global de magma fervente que se estende miles de quilómetros cara ao seu interior profundo

«O emocionante, explica Raymond Pierrehumbert, coautor do estudo, é que podemos usar modelos informáticos para descubrir o interior oculto dun planeta que nunca visitaremos. Aínda que os astrónomos só poden medir o tamaño, a masa e a composición atmosférica dun planeta de lonxe, esta investigación mostra que é posible reconstruír o pasado profundo deses mundos alieníxenas, e descubrir tipos de planetas que non teñen equivalente no noso propio Sistema Solar».

A investigación exoplanetaria atópase, non cabe dúbida, na súa Idade de Ouro. E á inmensa riqueza de datos que proporciona diariamente o James Webb, pronto se sumarán os das futuras misións Ariel e PRATO da Axencia Espacial Europea. Os autores deste estudo xa teñen planeado aplicar as súas simulacións, apoiadas en métodos de Intelixencia Artificial e aprendizaxe automática, ás futuras medicións para cartografar a verdadeira diversidade cósmica.

«Os nosos modelos informáticos, conclúe o coautor Richard Chatterjee, das universidades de Leeds e de Oxford, simulan varios procesos planetarios, permitíndonos retroceder no tempo e comprender como evolucionou este inusual exoplaneta rochoso. O gas sulfuro de hidróxeno, responsable do cheiro a ovos podrecidos, parece ter un papel protagonista aquí. Pero, como sempre, necesítanse máis observacións para entender este mundo e outros similares. Investigacións futuras poderían demostrar que os planetas pestilentes son sorprendentemente comúns».

FONTE: J. M. Nieves/abc.es/ciencia