Los científicos que utilizan el telescopio espacial Hubble de la NASA han encontrado evidencia de que un planeta que orbita una estrella distante puede haber perdido su atmósfera, pero ganó una segunda debido a la actividad volcánica.

Se supone que el planeta, GJ 1132 b, comenzó como un mundo gaseoso con una gruesa capa de hidrógeno en la atmósfera. Comenzando con varias veces el diámetro de la Tierra, se cree que este llamado “subneptuno” perdió rápidamente su atmósfera primordial de hidrógeno y helio debido a la intensa radiación de la estrella joven y caliente que orbita. En un corto período de tiempo, un planeta así quedaría reducido a un núcleo desnudo del tamaño de la Tierra. Fue entonces cuando las cosas se pusieron interesantes.

Para sorpresa de los astrónomos, Hubble observó una atmósfera que, según su teoría, es una “atmósfera secundaria” que está presente ahora. Basado en una combinación de evidencia de observación directa e inferencia a través de modelos informáticos, el equipo informa que la atmósfera consiste en hidrógeno molecular, cianuro de hidrógeno, metano y también contiene una neblina de aerosol. El modelado sugiere que la neblina de aerosol se basa en hidrocarburos producidos fotoquímicamente, similar al smog en la Tierra.

Los científicos interpretan el hidrógeno atmosférico actual en GJ 1132 b como hidrógeno de la atmósfera original que fue absorbido por el manto de magma fundido del planeta y ahora se libera lentamente a través de procesos volcánicos para formar una nueva atmósfera. Se cree que la atmósfera que vemos hoy se repone continuamente para equilibrar el hidrógeno que se escapa al espacio.

“Es muy emocionante porque creemos que la atmósfera que vemos ahora fue regenerada, por lo que podría ser una atmósfera secundaria”, dijo la coautora del estudio, Raissa Estrela, del Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) de la NASA en Pasadena, California. “Primero pensamos que estos planetas altamente irradiados podrían ser bastante aburridos porque creíamos que habían perdido sus atmósferas. Pero miramos las observaciones existentes de este planeta con el Hubble y dijimos: ‘Oh, no, hay una atmósfera allí'”.

Los hallazgos podrían tener implicaciones para otros  exoplanetas , planetas más allá de nuestro sistema solar.

“¿Cuántos planetas terrestres no comienzan como terrestres? Algunos pueden comenzar como subneptunos y se convierten en terrestres a través de un mecanismo que fotoevapora la atmósfera primordial. Este proceso funciona al principio de la vida de un planeta, cuando la estrella está más caliente, “dijo el autor principal Mark Swain de JPL. “Entonces la estrella se enfría y el planeta simplemente se queda ahí. Así que tienes este mecanismo en el que puedes cocinar la atmósfera en los primeros 100 millones de años, y luego las cosas se calman. Y si puedes regenerar la atmósfera, tal vez puede quedárselo “.

De alguna manera, GJ 1132 b, ubicado a unos 41 años luz de la Tierra, tiene tentadores paralelos con la Tierra, pero de alguna manera es muy diferente. Ambos tienen densidades similares, tamaños similares y edades similares, con aproximadamente 4.500 millones de años. Ambos comenzaron con una atmósfera dominada por hidrógeno, y ambos estaban calientes antes de enfriarse. El trabajo del equipo incluso sugiere que GJ 1132 by la Tierra tienen una presión atmosférica similar en la superficie.

Pero los planetas tienen historias de formación profundamente diferentes. No se cree que la Tierra sea el núcleo superviviente de un subneptuno. Y la Tierra orbita a una distancia cómoda de nuestro Sol. GJ 1132 b está tan cerca de su estrella enana roja que completa una órbita alrededor de su estrella anfitriona una vez al día y medio. Esta proximidad extremadamente cercana mantiene a GJ 1132 b bloqueada por las mareas, mostrando la misma cara a su estrella en todo momento, al igual que nuestra Luna mantiene un hemisferio permanentemente frente a la Tierra.

“La pregunta es, ¿qué mantiene el manto lo suficientemente caliente como para permanecer líquido y potenciar el vulcanismo?” preguntó Swain. “Este sistema es especial porque tiene la oportunidad de calentar bastante las mareas”.

El calentamiento de las mareas es un fenómeno que se produce por fricción, cuando la energía de la órbita y la rotación de un planeta se dispersa en forma de calor dentro del planeta. GJ 1132 b se encuentra en una órbita elíptica, y las fuerzas de marea que actúan sobre él son más fuertes cuando está más cerca o más lejos de su estrella anfitriona. Al menos otro planeta en el sistema de la estrella anfitriona también atrae gravitacionalmente al planeta.

Las consecuencias son que el planeta se comprime o se estira a través de este “bombeo” gravitacional. Ese calentamiento de las mareas mantiene el manto líquido durante mucho tiempo. Un ejemplo cercano en nuestro propio sistema solar es la luna de Júpiter, Io, que tiene una actividad volcánica continua debido a un tira y afloja de las mareas de Júpiter y las lunas jovianas vecinas.

Dado el interior caliente de GJ 1132 b, el equipo cree que la corteza superior más fría del planeta es extremadamente delgada, tal vez de solo cientos de pies de espesor. Eso es demasiado débil para soportar algo parecido a montañas volcánicas. Su terreno plano también puede agrietarse como una cáscara de huevo debido a la flexión de las mareas. El hidrógeno y otros gases podrían liberarse a través de estas grietas.

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