Una nueva clase de exoplaneta acaba de añadirse a las que ya conocíamos. Se trata de un extraordinario mundo formado, en su mayor parte, por agua. Hasta el momento, nunca se había encontrado nada parecido, aunque la existencia de "planetas acuáticos" ya había sido predicha por los científicos.
GJ1214b fue descubierto en 2009 por astrónomos del MEarth Project (cuyo objetivo es buscar planetas similares al nuestro usando telescopios basados en tierra). Pero sus características físicas no habían podido ser determinadas. Ahora, un equipo internacional de investigadores dirigido por Zachory Berta, del Centro de Astrofísica Harvard-Smithsonian, ha logrado determinar, utilizando el telescopio espacial Hubble, que el planeta está compuesto principalmente de agua. Los investigadores publicarán sus resultados en un próximo número de la revista Astrophysical Journal.
GJ1214b probablemente se formó más lejos de su estrella, donde el hielo de agua era abundante, y luego emigró a su actual ubicación hace mucho tiempo.
"GJ1214b no se parece a ningún planeta que conozcamos -asegura Berta-. Una gran parte de su masa está hecha de agua".
El nuevo planeta acuático se encuentra a 40 años luz de la Tierra, en la constelación de Ofiuco. Se trata de una "supertierra" que tiene 2,7 veces el diámetro de nuestro propio mundo y es siete veces más masivo que él. GJ1214b gira alrededor de una enana roja. Completa una órbita cada 38 horas y sólo se encuentra a unos dos millones de km de su estrella. Se estima que su temperatura superficial ronda los 230 grados centígrados.
Ya en 2010, un grupo de investigadores sugería la naturaleza acuática de este mundo. Un equipo dirigido por el astrofísico Jacob Bean estudió entonces su atmósfera y sugirió que su componente principal era el agua. Sin embargo, sus datos no fueron suficientes para determinar sin lugar a dudas la composición del nuevo mundo. Ahora, Zachory Berta y sus colegas han dirigido el Hubble hacia GJ1214b, y lo han estudiado justo en el momento en que cruzaba por delante de su estrella.
La estructura interior del planeta alienígena es probablemente muy diferente de la de nuestro mundo.
Durante el tránsito, la luz de la estrella se filtra a través de la atmósfera planetaria, revelando así la naturaleza de los gases que la forman. "Utilizamos el Hubble -explica Berta- para medir en infrarrojos el ocaso de este mundo". La neblina gaseosa de la atmósfera resulta más transparente en el infrarrojo que en la luz visible, por lo que las observaciones realizadas con el Hubble ayudaron a determinar si los gases atmosféricos eran simple bruma o si se trataba, por el contrario, de vapor de agua.
Los resultados no dejaron lugar a dudas. "Las mediciones hechas con el Hubble -afirma Berta- inclinaron definitivamente la balanza hacia una atmósfera húmeda".
Dado que la masa y el tamaño del planeta eran conocidas, los astrónomos pudieron calcular fácilmente su densidad, que resultó ser de apenas dos gramos por centímetro cúbico, muy inferior a la de la Tierra, que es de 5,5 gramos por centímetro cúbico. Y dado que el agua tiene una densidad de un gramo por centímetro cúbico, resulta lógico pensar que GJ1214b tiene una proporción de agua mucho mayor que la de la Tierra, y también muchas menos rocas.
GJ1214b gira alrededor de una enana roja. y completa una órbita cada 38 horas y sólo se encuentra a unos dos millones de km de su estrella.
En resumen, se trata de un mundo con una estructura interna y externa completamente diferente al nuestro. Y para los que se pregunten cómo es posible que el agua líquida abunde en un entorno que está a 230 grados centígrados, Berta explica que "las altas temperaturas y las enormes presiones contribuyen a formar materiales exóticos como el ´hielo caliente´o el água superfluída´, sustancias que son completamente ajenas a nuestra experiencia diaria".
Los investigadores creen que GJ1214b se formó muy lejos de su estrella, lo suficiente como para que se formaran grandes cantidades de hielo de agua. Después, el planeta fue migrando hacia el interior del sistema. En una época pasada aún por determinar, GJ1214b debió de pasar a través de la zona de habitabilidad de su estrella, y tener temperaturas muy similares a las de la Tierra. Después, al seguir acercándose a su sol, las condiciones fueron cambiando hasta el estado actual.
Es tal el interés suscitado por este mundo, el primer planeta acuático confirmado por la ciencia, que GJ1214b será uno de los primeros mundos que estudie el futuro telescopio espacial James Webb, que sustituirá al Hubble a finales de esta década.
Comparativo que muestra el tamaño que pudiera tener el planeta GJ1214b con respecto a la Tierra (izquierda) y Neptuno (derecha).
Quantum opina:
Me imagino que al observar el titulo de la entrada pudieron pensar que se trataba de la película "Water World", protagonizada por Kevin Costner, sin embargo no es así. Nos referimos al descubrimiento de lo que parece ser un nuevo tipo de planeta, un planeta cuya masa esta compuesta en su mayoría por agua.
Hasta la fecha, los astrónomos han descubierto más allá de nuestro propio sistema solar unos 700 planetas "oficiales", y cerca de unos 2.300 planetas "candidatos" en espera de confirmación. Estos planetas son increíblemente diversos. De estos destacan algunos que orbitan con dos soles. Sin embargo GJ1214b es algo completamente nuevo pero demasiado caliente para sostener la vida, al menos tal como la conocemos. La estructura interior del nuevo planeta es probablemente muy diferente de la de nuestro mundo. Por ahora nos queda esperar a ver que otros nuevos descubrimientos puedan surgir en los próximos años que nos sorprendan más que este.
El Sistema Solar contiene más agua de lo que se estimaba
El descubrimiento de pequeñas cantidades de agua helada y sustancias orgánicas complejas en los asteroides 65 Cybele y 24 Themis, unido al hecho de que se encuentren en una misma región, sugiere que nuestro Sistema Solar contiene más agua de lo que se estimaba anteriormente. Así, quienes defienden que el agua llegó a la Tierra a través de asteroides helados y cometas que chocaron contra el planeta, tienen una nueva evidencia con la que trabajar.
Cybele es el segundo objeto de estas características observado en el cinturón de asteroides ubicado entre Marte y Júpiter, tras el descubrimiento de hielo de agua y orgánicos en la superficie de 24 Themis. La presencia de estos materiales en sendos asteroides, observados por el mismo equipo, sugiere además que los cuerpos que están en la región interna del Sistema Solar (a distancias menores que la distancia a Júpiter) contienen más agua de lo que se pensaba hasta el momento. Las conclusiones del trabajo aparecen publicadas en 'Astronomy & Astrophysics'.
En la margen superior derecha se puede observar el paso del asteroide 65 Cybele.
A poco menos de 479 millones de kilómetros de la Tierra (3,4 unidades astronómicas), el anillo de asteroides entre Marte y Júpiter está compuesto de material que nunca llegó a acumularse para formar un planeta debido a las perturbaciones gravitatorias que ejerce Júpiter sobre esa zona. Los cuerpos, asteroides en su mayor parte, tienen una composición muy diversa (desde arcillas a minerales como feldespatos y metales como hierro y níquel) a la que hay que añadir agua y moléculas orgánicas. "Al igual que 24 Themis, 65 Cybele está cubierto por una capa fina y granulada de silicatos anhídridos mezclados con pequeñas cantidades de hielo de agua y sustancias orgánicas complejas", explica el investigador del IAC, Javier Licandro, primer autor del estudio.
Por su composición, 65 Cybele forma parte de la categoría de asteroides primitivos. "Los silicatos que lo forman no han sido modificados significativamente desde el inicio del Sistema Solar", apunta el astrofísico. El trabajo aporta nuevas pruebas para demostrar hipótesis que lanzaron en su anterior estudio, publicado en dos artículos en la revista 'Nature'.
Asteroides más importantes en el cinturón de asteroides ubicado entre Marte y Júpiter.
"Se ha detectado agua en casi todos los cuerpos que hay a partir de Júpiter. Lo particular del hallazgo es que se ha encontrado hielo a una distancia relativamente próxima a nuestro planeta, unas tres unidades astronómicas (más de 448 millones de kilómetros de la Tierra). Pero, sin duda, lo relevante es que se ha detectado agua en asteroides", señala el investigador del IAC. Y añade: "Conocíamos que Ceres, también ubicado en el Cinturón de Asteroides, tiene agua en el interior. Pero Ceres es un cuerpo atípico, un planeta enano, que ha sobrevivido con la misma forma que tenía hace más de 4.000 millones de años".
El hallazgo de hielo de agua y de orgánicos en la superficie de 65 Cybele y 24 Thermis es el principio de la que puede ser una larga lista de asteroides con presencia de agua helada en su superficie. "Es muy probable que un gran número de los miles y miles de asteroides que están a más de tres unidades astronómicas de la Tierra tengan hielo de agua, por lo que es de esperar que se descubran muchos más con un contenido significativo de agua y orgánicos en sus superficies", subraya el investigador del IAC.
Además de agua, sendos asteroides albergan en su composición compuestos que parecen corresponderse con moléculas complejas de orgánicos, tanto aromáticos como alifácticos. "La existencia de agua en los asteroides, unido a los componentes orgánicos sugiere que buena parte del agua y de los elementos orgánicos terrestres provienen de asteroides que han chocado con la Tierra. Se trata de los pilares sobre los que se construyó la vida en nuestro planeta", concluye Licandro.
Asteroide 65 Cybele, en la margen inferior derecha.
Quantum opina:
La presencia de hielo en un asteroide del cinturón principal es una posible respuesta al planteamiento acerca del origen del agua en nuestro planeta. La Tierra se encuentra demasiado cerca del Sol para que el vapor de agua pudiera condensarse en hielo, como ocurre en los asteroides. Para explicar el posible origen del vapor de agua en los asteroides, se han propuesto dos teorías al respecto. La primera teoría nos sugiere que el centro del asteroide podría estar formado de hielo, que emerge a la superficie en forma gaseosa. Una parte de ese vapor de agua podría condensarse y congelarse en la superficie, y permitir una renovación de esta capa.
La segunda teoría señala la posibilidad de que el asteroide haya recibido un bombardeo constante de meteoritos portadores del hielo, cuyos restos quedarian depositados como una capa muy fina de escarcha en la superficie. Debemos aclarar que los cometas que hay en la parte más lejana del Sistema Solar tienen agua y esto fue confirmado hace tiempo, sin embargo los científicos descartaban dicha posibilidad en los asteroides por su proximidad al Sol.
Consecuencias del impacto de un asteroide con la Tierra
Los estudios geológicos llevados a cabo durante las últimas décadas nos han mostrado que nuestro planeta ha sido sometido a un bombardeo meteórico similar al sufrido por la Luna, e incluso más intenso. En realidad, debido a su mayor fuerza de gravedad, la tasa de impactos en la Tierra es 1.5 veces más alta que la de nuestro satélite natural.
El rango de tamaño de los objetos impactantes se halla entre cuerpos de pocos metros hasta otros de varios Km de diámetro, produciendo efectos muy distintos y factores diferentes: el diámetro del impactante, su velocidad, su densidad, el lugar en el que se produzca el impacto ya sea en mar o en tierra, etc. Un ejemplo de esto lo fue el “Suceso de Tunguska” cuyo pequeño impacto (30 de junio de 1908) ha pasado desapercibido, debido a que éste tuvo lugar sobre un paraje del planeta prácticamente despoblado. Que hubiera ocurrido si el hecho hubiese acontecido sobre un núcleo urbano o una zona densamente poblada?
El impacto de un asteroide o cometa con un diámetro de unos 10 Km liberaría unos 100.000 megatones de energía, lo equivalente a más de cinco millones de bombas atómicas como la que destruyó Hiroshima o 100 veces los actuales arsenales de armas nucleares. El impacto, que produciría una compresión de 10000 GPa, provocaría un terremoto de magnitud 12 en la escala de Richter, vientos de más de 500 Km/h y un calentamiento del punto de impacto en unos 100.000°C, temperaturas capaces de fundir instantáneamente entre 10 y 100 veces la masa del proyectil.
El impacto del meteorito en el mar provocaría una masa de gas de 700 km de diámetro.
Si el impacto tuviese lugar sobre el océano, el meteorito y una gran masa de agua pasarían a estado gaseoso, generándose una gran pluma de vapor con un diámetro de unos 700 Km, 50 veces mayor que el espesor de la atmósfera terrestre. En total una masa de vapor de agua, material fundido y vaporizado entre 10 y 100 veces mayor que la del propio meteorito sería eyectada a gran velocidad hacia la estratosfera, pudiendo llegar un pequeño porcentaje de los fragmentos a alcanzar la velocidad de escape suficiente (11.2 Km/s) como para huir de la gravedad de nuestro planeta. Pronto todo este vapor recondensaría en lluvia y nieve “sucia”, debido a la mezcla de ésta con parte del material sólido eyectado, tardando en retornar a la superficie de nuestro planeta varias semanas o meses.
La violencia del impacto generaría un cráter de unos 150 Km de diámetro con una protuberancia central causada por rebote elástico y produciría movimientos en masa en márgenes continentales y turbiditas en la base del océano. La colisión en el océano daría como resultado un cráter algo mayor y más plano que el producido en tierra firme,debido a la inestabilidad de la pared o borde del cráter bajo las aguas del océano, existiendo la posibilidad de la ruptura de la corteza oceánica, lo cual dejaría una marca morfológica, gravitatoria y magnética importante.
Uno de los efectos inmediatos de esta colisión sería la aparición de enormes tsunamis que barrerían los océanos de la Tierra hasta batir contra la costa. La altura inicial del tsunami en el punto de impacto sería igual a la profundidad del océano. Así, por ejemplo, un choque de un bólido de 10 Km de diámetro en un océano de 5 Km de profundidad formaría un tsunami de 5 Km de altura inicial que habría disminuido hasta “sólo” 150 metros tras haber recorrido medio planeta en unas 27 horas. Esta enorme ola erosionaría violentamente todas las plataformas externas e inundaría las áreas continentales.
El impacto de un asteroide (diámetro de unos 10 Km) liberaría unos 100.000 megatones de energía, es decir más de cinco millones de bombas atómicas.
También provocaría un aumento de energía calorífica en la atmósfera debido a:
- Calentamiento directo por fricción mientras el proyectil atraviesa el aire.
- Explosión atmosférica y desintegración del objeto (o parte de éste) en el aire.
- Expansión explosiva del proyectil y de las rocas situadas en el lugar del impacto tras la colisión.
- Movimiento de los materiales eyectados a través del aire y calentamiento de éste por las propias eyecciones.
Tras el impacto se produciría un masivo desplazamiento de aire caliente y partículas incandescentes desde el lugar del choque, lo cual provocaría importantes incendios durante meses en áreas continentales cercanas, pudiendo llegar a consumirse hasta un 20% de la reserva forestal mundial.
El abrasamiento de la vegetación daría como resultado la formación de hollín de carbono puro, que oscurecería el planeta impidiendo la llegada de luz solar a la superficie. Durante meses o incluso años, el calor generado por el impacto y la caída de las eyecciones procedentes de éste producirían un importante calentamiento de la atmósfera (+10°C) y de la superficie terrestre, principalmente en las zonas más próximas al lugar de la colisión: se calcula que la temperatura podría incrementarse en más de 400°C en un radio de 5000 Km y aún mucho más aún en un radio de 1000 Km.
Expansión explosiva del proyectil y de las rocas situadas en el lugar del impacto tras la colisión.
Una vez sufrido el calentamiento inicial se produciría un efecto opuesto: el polvo generado por el impacto se distribuiría por la atmósfera terrestre en pocos días, provocando lo que se denomina un invierno nuclear: un periodo de varios meses de oscuridad y de descenso de la temperatura global del planeta. Se ha calculado que el bloqueo total de la radiación duraría de días a semanas y que el fenómeno de oscuridad podría persistir entre 3 y 6 meses, hasta que el polvo se sedimentase sobre la superficie terrestre.
¿Qué implicaciones tendría todo esto?
- Una reducción drástica de la temperatura atmosférica, llegando a ser ésta en el interior de los continentes inferior a la del punto de congelación del agua. Podrían producirse importantes nevadas de hasta 6 metros de altura en los continentes, a excepción de las zonas costeras, en donde la temperatura se halla amortiguada por las masas de agua oceánicas. Los océanos no sufrirían un enfriamiento tan radical, debido a su gran capacidad calorífica. Las temperaturas por debajo del punto de congelación en una buena parte del globo terrestre y las importantes nevadas podrían incrementar el albedo de la Tierra, lo cual conllevaría un mayor descenso de las temperaturas e iniciaría una glaciación que persistiría durante un periodo de tiempo indeterminado.
- El colapso de la fotosíntesis y la ruptura de la cadena alimenticia, que produciría extinciones en masa de los consumidores primarios y secundarios, herbívoros y carnívoros, dependientes directa o indirectamente de las plantas terrestres o el fitoplancton. La reproducción de los animales terrestres también se vería afectada, sucumbiendo éstos por falta de alimento y por no poder soportar las condiciones climáticas adversas. La alteración de la fotosíntesis del fitoplancton también conllevaría el colapso de la cadena alimenticia marina: en seis meses el zooplancton devoraría al fitoplancton para después acabar muriendo.
Invierno nuclear.
Tras este periodo de frío se produciría el fenómeno opuesto: desde el lugar del impacto se eyectarían por volatilización, además de otras sustancias tóxicas procedentes del impactante (Ni, Cr, Co...), grandes cantidades de H2O, CO2, SO2 y NOX, que inducirían un efecto invernadero en el planeta y contaminarían toda la superficie del mismo, provocando lluvias ácidas (ácidos nítrico y sulfúrico) que acidificarían la superficie marina y provocarían la extinción en masa de la fauna planctónica. El calor producido por el efecto invernadero (+10°C) no cesaría hasta que el plancton marino y la flora terrestre volviesen a surgir, algo que podría llevar entre 10.000 y 30.000 años.
Podemos decir que los efectos más destructivos que se producen a causa del impacto de un asteroide son:
- Calor inicial producido por el impacto (colisión, incendios...).
- Viento y tsunamis.
- Frío y oscuridad (invierno nuclear).
- Destrucción de la capa de ozono.
- Lluvias ácidas y envenenamiento por toxinas.
- Efecto invernadero.
Naturalmente es importante tener en cuenta que estos fenómenos serán más acusados o severos en función del diámetro, velocidad o lugar en el que tiene lugar el impacto (continente, océano, explosión atmosférica). Asimismo es importante tener en cuenta que no todos los ambientes del planeta sufrirían con la misma intensidad las consecuencias de una colisión de un cometa o asteroide contra la Tierra.
“Suceso de Tunguska” - 30 de junio de 1908.
Quantum opina:
Los efectos del impacto de un cuerpo asteroidal o cometario explicados anteriormente han sumido a la Tierra en periodos de oscuridad y provocado importantes crisis biológicas, afectando muy drásticamente en varias ocasiones la evolución de la vida en nuestro planeta. Los estudios estadísticos, basados en observaciones astronómicas y evidencias geológicas, muestran que un fenómeno como el sucedido en Tunguska tiene lugar cada 2000 años. Se estima que los impactos de bólidos de diámetros mayores a 2.5 Km ocurren cada 10 millones de años y que la frecuencia con la que un cuerpo mayor de 10 Km de diámetro choca contra la Tierra se halla en torno a una vez cada 100 millones de años.
Naturalmente todas estas cifras son estimativas, pero claramente muestran que estos catastróficos eventos, tarde o temprano, tendrán lugar de nuevo.
