Un planeta de carbono es un tipo hipotético de planeta que contiene más carbono que oxígeno . [1] El carbono es el cuarto elemento más abundante en el universo por masa después del hidrógeno , el helio y el oxígeno .
Marc Kuchner y Sara Seager acuñaron el término "planeta de carbono" en 2005 e investigaron dichos planetas siguiendo la sugerencia de Katharina Lodders de que Júpiter se formó a partir de un núcleo rico en carbono. [2] Las investigaciones anteriores de planetas con altas proporciones de carbono a oxígeno incluyen Fegley y Cameron 1987. [3] Los planetas de carbono podrían formarse si los discos protoplanetarios son ricos en carbono y pobres en oxígeno . Se desarrollarían de manera diferente a la Tierra , Marte y Venus , que están compuestos principalmente de compuestos de silicio y oxígeno. Diferentes sistemas planetarios tienen diferentes proporciones de carbono a oxígeno, y los planetas terrestres del Sistema Solar están más cerca de ser "planetas de oxígeno" con una relación molar C/O de 0,55. [4] En 2020, un estudio de las 249 estrellas análogas solares cercanas encontró que el 12% de las estrellas tienen proporciones C/O superiores a 0,65, lo que las convierte en candidatas para los sistemas planetarios ricos en carbono. [5] El exoplaneta 55 Cancri e , que orbita una estrella anfitriona con una relación molar C/O de 0,78, [6] es un posible ejemplo de un planeta de carbono.
Un planeta así tendría probablemente un núcleo rico en hierro como los planetas terrestres conocidos . Alrededor de este habría carburo de silicio fundido y carburo de titanio . Por encima de esto, una capa de carbono en forma de grafito , posiblemente con un sustrato de diamante de kilómetros de espesor si hay suficiente presión. Durante las erupciones volcánicas, es posible que los diamantes del interior pudieran subir a la superficie, dando lugar a montañas de diamantes y carburos de silicio. La superficie contendría hidrocarburos congelados o líquidos (por ejemplo, alquitrán y metano ) y monóxido de carbono . [7] Un ciclo climático es hipotéticamente posible en planetas de carbono con atmósfera, siempre que la temperatura media de la superficie sea inferior a 77 °C.
Sin embargo, los planetas de carbono probablemente no contengan agua , que no se puede formar porque el oxígeno que traigan los cometas o asteroides reaccionará con el carbono de la superficie. La atmósfera de un planeta de carbono relativamente frío estaría compuesta principalmente de dióxido de carbono o monóxido de carbono con una cantidad significativa de smog de carbono . [8]
Se prevé que los planetas de carbono tengan un diámetro similar al de los planetas de silicato y agua de la misma masa, lo que podría dificultar su distinción. [10] También podrían estar presentes los equivalentes de las características geológicas de la Tierra, pero con composiciones diferentes. Por ejemplo, los ríos podrían estar compuestos de petróleo. Si la temperatura es lo suficientemente baja (por debajo de los 350 K), los gases podrían sintetizarse fotoquímicamente en hidrocarburos de cadena larga, que podrían caer en forma de lluvia sobre la superficie.
En 2011, la NASA canceló una misión, llamada TPF , que debía ser un observatorio mucho más grande que el telescopio espacial Hubble y que habría sido capaz de detectar este tipo de planetas. Los espectros de los planetas de carbono carecerían de agua, pero mostrarían la presencia de sustancias carbonosas, como el monóxido de carbono.
Los planetas pulsares Draugr , Poltergeist y Phobetor pueden ser planetas de carbono que se formaron a partir de la ruptura de una estrella productora de carbono . Los planetas de carbono también podrían estar ubicados cerca del centro galáctico o en cúmulos globulares que orbitan la galaxia, donde las estrellas tienen una proporción carbono-oxígeno más alta que el Sol. Cuando las estrellas viejas mueren, arrojan grandes cantidades de carbono. A medida que pasa el tiempo y terminan más y más generaciones de estrellas, la concentración de carbono y los planetas de carbono aumentarán. [11]
En octubre de 2012 se anunció que Janssen había demostrado ser un planeta de carbono. Tiene ocho veces la masa de la Tierra y el doble de radio. Las investigaciones indican que el planeta, que se encuentra a 2150 °C (3900 °F), está "cubierto de grafito y diamante en lugar de agua y granito". Orbita alrededor de la estrella Copérnico una vez cada 18 horas. [12]
En agosto de 2011, Matthew Bailes y su equipo de expertos de la Universidad Tecnológica de Swinburne, en Australia, informaron que el púlsar de milisegundos PSR J1719-1438 podría tener una estrella compañera binaria que se ha aplastado hasta formar un planeta mucho más pequeño, compuesto en gran parte de diamante sólido. Dedujeron que un pequeño planeta compañero debe estar orbitando alrededor del púlsar y provocando una atracción gravitatoria detectable. Un examen más detallado reveló que, aunque el planeta es relativamente pequeño (60.000 km de diámetro, o cinco veces más grande que la Tierra), su masa es ligeramente superior a la de Júpiter. La alta densidad del planeta dio al equipo una pista sobre su probable composición de carbono y oxígeno, y sugirió la forma cristalina de los elementos. [13] Sin embargo, se plantea la hipótesis de que este "planeta" son los restos de una compañera enana blanca evaporada , siendo solo el núcleo interno remanente. Según algunas definiciones de planeta, esto no calificaría porque se formó como una estrella. [14]
A una distancia de267+1,2
-0,9 pc (aproximadamente 870 años luz), [15] PSR J2222−0137 es un púlsar binario de masa intermedia cercano cuya estrella de neutrones de baja masa acompaña a una enana blanca (PSR J2222−0137 B). La enana blanca tiene una masa relativamente grande de 1,319 ± 0,004 M ☉ [16] y una temperatura inferior a 3000 K, [15] lo que significa que es probable que esté cristalizada, lo que lleva a que esta enana blanca del tamaño de la Tierra se describa como una "estrella de diamante". [17]
Es probable que los planetas que giran alrededor de enanas marrones sean planetas de carbono sin agua. [18]
