Un planeta con helio es un planeta con una atmósfera dominada por helio . Esto contrasta con los gigantes gaseosos comunes como Júpiter y Saturno , cuyas atmósferas están compuestas principalmente de hidrógeno , con helio como componente secundario únicamente. Los planetas con helio pueden formarse de diversas maneras. Gliese 436 b es un posible planeta con helio.
Hay varias hipótesis sobre cómo podría formarse un planeta de helio.
Un planeta de helio podría formarse a partir de la evaporación del hidrógeno de un planeta gaseoso que orbita cerca de una estrella. La estrella expulsará los gases más ligeros a través de la evaporación con mayor eficacia que los gases más pesados y, con el tiempo, agotará el hidrógeno, dejando atrás una mayor proporción de helio. [1]
Un escenario para la formación de planetas de helio a partir de planetas gigantes regulares implica un gigante de hielo , en una órbita tan cercana a su estrella anfitriona que el hidrógeno efectivamente hierve fuera de la atmósfera, evaporándose y escapando de la atracción gravitatoria del planeta. La atmósfera del planeta experimentará un gran aporte de energía y, como los gases ligeros se evaporan más fácilmente que los gases más pesados, la proporción de helio aumentará de manera constante en la atmósfera restante. Tal proceso tardará algún tiempo en estabilizarse y expulsar por completo todo el hidrógeno, tal vez del orden de 10 mil millones de años, dependiendo de las condiciones físicas precisas y la naturaleza del planeta y la estrella. Los Neptunos calientes son candidatos para tal escenario.
La pérdida de hidrógeno también conduce a una disminución del metano en la atmósfera. En los gigantes de hielo, el metano forma naturalmente un ciclo de fusión, evaporación, descomposición y posterior recombinación y condensación. Pero a medida que el hidrógeno se agota, una fracción de los átomos de carbono no podrá recombinarse con el hidrógeno libre en la atmósfera y, con el tiempo, esto conducirá a una pérdida general de metano. Con el tiempo, el metano en las atmósferas de los gigantes de hielo calientes también se agotará. [1]
Un objeto planetario rico en helio también puede formarse a partir de una enana blanca de baja masa , que se queda sin hidrógeno mediante transferencia de masa en un sistema binario cercano con un segundo objeto masivo, como una estrella de neutrones .
Un escenario es el de una estrella binaria simbiótica de tipo AM CVn compuesta por dos enanas blancas con núcleo de helio rodeadas por un disco de acreción de helio circumbinario formado durante la transferencia de masa de la enana blanca menos masiva a la más masiva. Después de perder la mayor parte de su masa, la enana blanca menos masiva puede acercarse a la masa planetaria. [2]
Se espera que los planetas helio sean distinguibles de los planetas regulares dominados por hidrógeno por una fuerte evidencia de monóxido de carbono y dióxido de carbono en la atmósfera. Debido al agotamiento del hidrógeno, el metano esperado en la atmósfera no puede formarse porque no hay hidrógeno con el que el carbono se pueda combinar, por lo tanto, el carbono se combina con oxígeno en su lugar, formando CO y CO 2 . Debido a la composición atmosférica, se espera que los planetas helio tengan una apariencia blanca o gris. [1] Tal firma se puede encontrar en Gliese 436 b, que tiene un predominio de monóxido de carbono, y se plantea la hipótesis de que es un planeta helio. [1]