Una Súper Tierra es un tipo de exoplaneta con una masa superior a la de la Tierra , pero sustancialmente inferior a la de los gigantes de hielo del Sistema Solar , Urano y Neptuno , que son 14,5 y 17 veces la de la Tierra, respectivamente. [1] El término "súper-Tierra" se refiere únicamente a la masa del planeta, por lo que no implica nada sobre las condiciones de la superficie o la habitabilidad . El término alternativo "enanas gaseosas" puede ser más exacto para aquellas que se encuentran en el extremo superior de la escala de masas, aunque " mini-Neptunos " es un término más común.
En general, las supertierras se definen por sus masas . El término no implica temperaturas, composiciones, propiedades orbitales, habitabilidad o entornos. Si bien las fuentes generalmente coinciden en un límite superior de 10 masas terrestres [1] [3] [4] (~69% de la masa de Urano , que es el planeta gigante del Sistema Solar con la menor masa), el límite inferior varía de 1 [1] o 1,9 [4] a 5, [3] con varias otras definiciones que aparecen en los medios populares. [5] [6] [7] Los astrónomos también utilizan el término "supertierra" para referirse a planetas más grandes que los planetas similares a la Tierra (de 0,8 a 1,2 de radio terrestre), pero más pequeños que los miniNeptunos (de 2 a 4 radios terrestres). [8] [9] Esta definición fue hecha por el personal del telescopio espacial Kepler . [10] Algunos autores sugieren además que el término Super-Tierra podría limitarse a planetas rocosos sin una atmósfera significativa, o planetas que no sólo tienen atmósferas sino también superficies sólidas u océanos con un límite definido entre el líquido y la atmósfera, que los cuatro gigantes Los planetas del Sistema Solar no tienen. [11] Los planetas de más de 10 masas terrestres se denominan planetas sólidos masivos , [12] megatierras , [13] [14] o planetas gigantes gaseosos , [15] dependiendo de si son en su mayoría roca y hielo o en su mayoría gas.
Las primeras supertierras fueron descubiertas por Aleksander Wolszczan y Dale Frail alrededor del púlsar PSR B1257+12 en 1992. Los dos planetas exteriores ( Poltergeist y Phobetor ) del sistema tienen masas aproximadamente cuatro veces la de la Tierra, demasiado pequeños para ser gigantes gaseosos.
La primera súper Tierra alrededor de una estrella de la secuencia principal fue descubierta por un equipo dirigido por Eugenio Rivera en 2005. Orbita a Gliese 876 y recibió la designación Gliese 876 d (anteriormente se habían descubierto dos gigantes gaseosos del tamaño de Júpiter en ese sistema). Tiene una masa estimada de 7,5 masas terrestres y un período orbital muy corto de unos 2 días. Debido a la proximidad de Gliese 876 d a su estrella anfitriona (una enana roja ), puede tener una temperatura superficial de 430 a 650 kelvin [16] y estar demasiado caliente para soportar agua líquida. [17]
En abril de 2007, un equipo encabezado por Stéphane Udry con base en Suiza anunció el descubrimiento de dos nuevas súper Tierras dentro del sistema planetario Gliese 581 , [18] ambas en el borde de la zona habitable alrededor de la estrella donde podría haber agua líquida en la superficie. Dado que Gliese 581c tiene una masa de al menos 5 masas terrestres y una distancia de Gliese 581 de 0,073 unidades astronómicas (6,8 millones de millas, 11 millones de kilómetros), se encuentra en el borde "cálido" de la zona habitable alrededor de Gliese 581 con un estimado temperatura media (sin considerar los efectos de la atmósfera) de -3 grados Celsius con un albedo comparable al de Venus y 40 grados Celsius con un albedo comparable al de la Tierra. Investigaciones posteriores sugirieron que Gliese 581c probablemente había sufrido un efecto invernadero descontrolado como Venus.
En 2006 se descubrieron otras dos supertierras: OGLE-2005-BLG-390Lb con una masa de 5,5 masas terrestres, descubierta mediante microlente gravitacional , y HD 69830 b con una masa de 10 masas terrestres. [1]
La súper Tierra más pequeña encontrada en 2008 fue MOA-2007-BLG-192Lb . El planeta fue anunciado por el astrofísico David P. Bennett para la colaboración internacional MOA el 2 de junio de 2008. [19] [20] Este planeta tiene aproximadamente 3,3 masas terrestres y orbita una enana marrón . Fue detectado mediante microlente gravitacional.
En junio de 2008, investigadores europeos anunciaron el descubrimiento de tres súper Tierras alrededor de la estrella HD 40307 , una estrella ligeramente menos masiva que el Sol . Los planetas tienen al menos las siguientes masas mínimas: 4,2, 6,7 y 9,4 veces la de la Tierra. Los planetas fueron detectados mediante el método de velocidad radial por el HARPS (High Accuracy Radial Velocity Planet Searcher) en Chile . [21]
Además, el mismo equipo de investigación europeo anunció un planeta con 7,5 veces la masa de la Tierra orbitando la estrella HD 181433 . Esta estrella también tiene un planeta parecido a Júpiter que la orbita cada tres años. [22]
El planeta COROT-7b , con una masa estimada en 4,8 masas terrestres y un período orbital de sólo 0,853 días, fue anunciado el 3 de febrero de 2009. La estimación de densidad obtenida para COROT-7b apunta a una composición que incluye minerales rocosos de silicato similar a la del Los cuatro planetas interiores del Sistema Solar, un nuevo y significativo descubrimiento. [23] COROT-7b, descubierto justo después de HD 7924 b , es la primera súper Tierra descubierta que orbita una estrella de secuencia principal de clase G o mayor. [24]
El descubrimiento de Gliese 581e con una masa mínima de 1,9 masas terrestres se anunció el 21 de abril de 2009. Era en ese momento el planeta extrasolar más pequeño descubierto alrededor de una estrella normal y el más cercano en masa a la Tierra. Al estar a una distancia orbital de sólo 0,03 AU y orbitar su estrella en sólo 3,15 días, no se encuentra en la zona habitable [25] y puede tener 100 veces más calentamiento por marea que el satélite volcánico de Júpiter, Io . [26]
Un planeta descubierto en diciembre de 2009, GJ 1214 b , es 2,7 veces más grande que la Tierra y orbita alrededor de una estrella mucho más pequeña y menos luminosa que el Sol. "Este planeta probablemente tenga agua líquida", dijo David Charbonneau, profesor de astronomía de Harvard y autor principal de un artículo sobre el descubrimiento. [27] Sin embargo, los modelos interiores de este planeta sugieren que en la mayoría de las condiciones no tiene agua líquida. [28]
En noviembre de 2009 se habían descubierto un total de 30 supertierras, 24 de las cuales fueron observadas por primera vez por HARPS. [29]
Descubierto el 5 de enero de 2010, el planeta HD 156668 b con una masa mínima de 4,15 masas terrestres , es el planeta menos masivo detectado mediante el método de la velocidad radial . [30] El único planeta confirmado de velocidad radial más pequeño que este planeta es Gliese 581e con 1,9 masas terrestres (ver arriba). El 24 de agosto, astrónomos que utilizaron el instrumento HARPS de ESO anunciaron el descubrimiento de un sistema planetario con hasta siete planetas orbitando una estrella similar al Sol, HD 10180 , uno de los cuales, aunque aún no confirmado, tiene una masa mínima estimada de 1,35 ± 0,23 veces. la de la Tierra, que sería la masa más baja de cualquier exoplaneta encontrado hasta la fecha orbitando una estrella de la secuencia principal. [31] Aunque no está confirmado, existe un 98,6% de probabilidad de que este planeta exista. [32]
La Fundación Nacional de Ciencias anunció el 29 de septiembre el descubrimiento de una cuarta súper Tierra ( Gliese 581g ) que orbita dentro del sistema planetario Gliese 581. El planeta tiene una masa mínima 3,1 veces la de la Tierra y una órbita casi circular de 0,146 AU con un período de 36,6 días, lo que lo sitúa en el medio de la zona habitable donde podría existir agua líquida y a medio camino entre los planetas cy d. Fue descubierto utilizando el método de la velocidad radial por científicos de la Universidad de California en Santa Cruz y la Institución Carnegie de Washington. [33] [34] [35] Sin embargo, la existencia de Gliese 581 g ha sido cuestionada por otro equipo de astrónomos, y actualmente figura como no confirmada en The Extrasolar Planets Encyclopaedia . [36]
El 2 de febrero, el equipo de la misión del Observatorio Espacial Kepler publicó una lista de 1235 candidatos a planetas extrasolares , incluidos 68 candidatos de aproximadamente "tamaño de la Tierra" (Rp < 1,25 Re) y 288 candidatos de "tamaño súper terrestre" (1,25 Re < Rp < 2Re). [37] [38] Además, se detectaron 54 candidatos a planetas en la " zona habitable ". Seis candidatos en esta zona tenían menos del doble del tamaño de la Tierra [a saber: KOI 326,01 (Rp=0,85), KOI 701,03 (Rp=1,73), KOI 268,01 (Rp=1,75), KOI 1026,01 (Rp=1,77), KOI 854,01 (Rp=1,91), KOI 70,03 (Rp=1,96) – Tabla 6] [37] Un estudio más reciente encontró que uno de estos candidatos (KOI 326,01) es de hecho mucho más grande y más caliente de lo que se informó inicialmente. [39] Basándose en los últimos hallazgos de Kepler, el astrónomo Seth Shostak estima que "dentro de mil años luz de la Tierra" hay "al menos 30.000 de estos mundos habitables". [40] También basándose en los hallazgos, el equipo Kepler ha estimado "al menos 50 mil millones de planetas en la Vía Láctea", de los cuales "al menos 500 millones" están en la zona habitable. [41]
El 17 de agosto se descubrió mediante HARPS una súper Tierra potencialmente habitable HD 85512 b , así como un sistema de tres súper Tierras 82 G. Eridani . [42] En HD 85512 b, sería habitable si exhibe más del 50% de nubosidad. [43] [44] Luego, menos de un mes después, se anunció una avalancha de 41 nuevos exoplanetas, incluidas 10 súper Tierras. [45]
El 5 de diciembre de 2011, el telescopio espacial Kepler descubrió su primer planeta dentro de la zona habitable o "región Ricitos de Oro" de su estrella similar al Sol. Kepler-22b tiene 2,4 veces el radio de la Tierra y ocupa una órbita un 15% más cerca de su estrella que la Tierra del Sol. Esto se compensa, sin embargo, porque la estrella, con un tipo espectral G5V , es ligeramente más tenue que el Sol (G2V). Por lo tanto, las temperaturas de la superficie aún permitirían que haya agua líquida en su superficie.
El 5 de diciembre de 2011, el equipo Kepler anunció que había descubierto 2.326 candidatos planetarios, de los cuales 207 son de tamaño similar a la Tierra, 680 son del tamaño de una SuperTierra, 1.181 son del tamaño de Neptuno, 203 son del tamaño de Júpiter y 55 son más grandes. que Júpiter. En comparación con las cifras de febrero de 2011, el número de planetas del tamaño de la Tierra y del tamaño de una súper Tierra aumentó un 200% y un 140% respectivamente. Además, se encontraron 48 candidatos a planetas en las zonas habitables de las estrellas estudiadas, lo que supone una disminución con respecto a la cifra de febrero; esto se debió a los criterios más estrictos utilizados en los datos de diciembre.
En 2011 se calculó una densidad de 55 Cancri e que resultó ser similar a la de la Tierra. Con un tamaño de aproximadamente 2 radios terrestres, era el planeta más grande hasta 2014, cuando se determinó que carecía de una atmósfera de hidrógeno significativa. [47] [48]
El 20 de diciembre de 2011, el equipo Kepler anunció el descubrimiento de los primeros exoplanetas del tamaño de la Tierra, Kepler-20e y Kepler-20f, orbitando una estrella similar al Sol, Kepler-20 .
El planeta Gliese 667 Cb (GJ 667 Cb) fue anunciado por HARPS el 19 de octubre de 2009, junto con otros 29 planetas, mientras que Gliese 667 Cc (GJ 667 Cc) se incluyó en un artículo publicado el 21 de noviembre de 2011. Datos más detallados sobre Gliese 667 Cc se publicaron a principios de febrero de 2012.
En septiembre de 2012 se anunció el descubrimiento de dos planetas orbitando Gliese 163 [49] . [50] [51] Uno de los planetas, Gliese 163 c , aproximadamente 6,9 veces la masa de la Tierra y algo más caliente, se consideraba dentro de la zona habitable . [50] [51]
El 7 de enero de 2013, los astrónomos del observatorio espacial Kepler anunciaron el descubrimiento de Kepler-69c (anteriormente KOI-172.02 ), un candidato a exoplaneta similar a la Tierra (1,5 veces el radio de la Tierra) que orbita alrededor de una estrella similar al Sol en la zona habitable. y posiblemente un "primer candidato para albergar vida extraterrestre ". [52]
En abril de 2013, utilizando observaciones del equipo de la misión Kepler de la NASA dirigido por William Borucki , del Centro de Investigación Ames de la agencia, se encontraron cinco planetas orbitando en la zona habitable de una estrella similar al Sol, Kepler-62 , a 1.200 años luz de la Tierra. Estas nuevas súper Tierras tienen radios de 1,3, 1,4, 1,6 y 1,9 veces el de la Tierra. El modelado teórico de dos de estas súper Tierras, Kepler-62e y Kepler-62f , sugiere que ambas podrían ser sólidas, rocosas o rocosas con agua congelada. [53]
El 25 de junio de 2013, se encontraron tres "súper planetas Tierra" orbitando una estrella cercana a una distancia donde en teoría podría existir vida, según un recuento récord anunciado el martes por el Observatorio Europeo Austral. Son parte de un cúmulo de hasta siete planetas que rodean Gliese 667C , una de las tres estrellas ubicadas relativamente cerca a 22 años luz de la Tierra en la constelación de Escorpio, dijo. Los planetas orbitan Gliese 667C en la llamada Zona Ricitos de Oro, una distancia de la estrella a la que la temperatura es la adecuada para que exista agua en forma líquida en lugar de ser eliminada por la radiación estelar o encerrada permanentemente en hielo. [ cita necesaria ]
En mayo de 2014, se determinó que el Kepler-10c previamente descubierto tenía una masa comparable a la de Neptuno (17 masas terrestres). Con un radio de 2,35 R 🜨 , es actualmente el planeta más grande conocido que probablemente tenga una composición predominantemente rocosa. [54] Con 17 masas terrestres, está muy por encima del límite superior de 10 masas terrestres que se usa comúnmente para el término "súper Tierra", por lo que se ha propuesto el término mega-Tierra . [14] Sin embargo, en julio de 2017, un análisis más cuidadoso de los datos de HARPS-N y HIRES mostró que Kepler-10c era mucho menos masivo de lo que se pensaba originalmente, alrededor de 7,37 (6,18 a 8,69) ME con una densidad media de 3,14 g/ centímetros 3 . En lugar de una composición principalmente rocosa, la masa determinada con mayor precisión de Kepler-10c sugiere un mundo hecho casi en su totalidad de volátiles, principalmente agua. [55]
El 6 de enero de 2015, la NASA anunció el exoplaneta número 1.000 confirmado descubierto por el telescopio espacial Kepler. Se descubrió que tres de los exoplanetas recientemente confirmados orbitan dentro de zonas habitables de sus estrellas relacionadas : dos de los tres, Kepler-438b y Kepler-442b , son del tamaño cercano a la Tierra y probablemente rocosos; el tercero, Kepler-440b , es una súper Tierra. [56]
El 30 de julio de 2015, Astronomy & Astrophysics dijo que habían encontrado un sistema planetario con tres súper Tierras orbitando una estrella enana brillante. El sistema de cuatro planetas, denominado HD 219134 , fue encontrado a 21 años luz de la Tierra en el hemisferio norte en forma de M de la constelación de Casiopea , pero no se encuentra en la zona habitable de su estrella. El planeta con la órbita más corta es HD 219134 b , y es el exoplaneta rocoso y en tránsito más cercano conocido a la Tierra. [57] [58] [59]
En febrero de 2016, se anunció que el Telescopio Espacial Hubble de la NASA había detectado hidrógeno y helio (y sugerencias de cianuro de hidrógeno ), pero nada de vapor de agua , en la atmósfera de 55 Cancri e , la primera vez que se detecta la atmósfera de una súper Tierra. El exoplaneta fue analizado con éxito. [60]
En agosto de 2016, los astrónomos anunciaron la detección de Proxima b , un exoplaneta del tamaño de la Tierra que se encuentra en la zona habitable de la estrella enana roja Próxima Centauri , la estrella más cercana al Sol . [61] Debido a su cercanía a la Tierra , Proxima b puede ser un destino de sobrevuelo para una flota de naves espaciales interestelares StarChip que actualmente está desarrollando el proyecto Breakthrough Starshot . [61]
En febrero de 2018, se informó sobre K2-141b, una súper Tierra rocosa de período ultracorto (USP), con un período de 0,28 días orbitando la estrella anfitriona K2-141 (EPIC 246393474). [62] Se descubre otra Supertierra, K2-155d . [63]
En julio de 2018 se anunció el descubrimiento de 40 Eridani b. [64] A 16 años luz, es la súper Tierra más cercana conocida, y su estrella es la segunda más brillante que alberga una súper Tierra. [65] [64]
En julio de 2019 se anunció el descubrimiento de GJ 357 d . A treinta y un años luz del Sistema Solar, el planeta está al menos a 6,1 M E .
En 2021 se descubrió el exoplaneta G 9-40 b .
En 2022 se informó del descubrimiento de una súper Tierra alrededor de la estrella enana roja Ross 508 . Parte de la órbita elíptica del planeta lo lleva dentro de la zona habitable . [66]
El 31 de enero de 2024 la NASA informó del descubrimiento de una súper Tierra llamada TOI-715 b situada en la zona habitable de una estrella enana roja a unos 137 años luz de distancia. [67] [68]
El Sistema Solar no contiene supertierras conocidas, porque la Tierra es el planeta terrestre más grande del Sistema Solar, y todos los planetas más grandes tienen al menos 14 veces la masa de la Tierra y atmósferas gaseosas espesas sin superficies rocosas o acuosas bien definidas; es decir, son gigantes gaseosos o gigantes de hielo , no planetas terrestres. En enero de 2016, se propuso la existencia de un hipotético noveno planeta súper Tierra en el Sistema Solar, denominado Planeta Nueve , como explicación para el comportamiento orbital de seis objetos transneptunianos , pero se especula que también podría ser un hielo. gigante como Urano o Neptuno. [69] [70] Un modelo refinado en 2019 lo limita a alrededor de cinco masas terrestres; [71] Los planetas de esta masa son probablemente mini-Neptunos. [72]
Debido a la mayor masa de las súper Tierras, sus características físicas pueden diferir de las de la Tierra; Los modelos teóricos de las súper Tierras proporcionan cuatro posibles composiciones principales según su densidad: se infiere que las súper Tierras de baja densidad están compuestas principalmente de hidrógeno y helio ( mini-Neptuno ); Se infiere que las súper Tierras de densidad intermedia tienen agua como componente principal ( planetas oceánicos ) o tienen un núcleo más denso envuelto por una envoltura gaseosa extendida ( enanas gaseosas o subNeptuno). Se cree que una súper Tierra de alta densidad es rocosa y/o metálica, como la Tierra y los demás planetas terrestres del Sistema Solar. El interior de una súper Tierra podría estar indiferenciado, parcialmente diferenciado o completamente diferenciado en capas de diferente composición. Investigadores del Departamento de Astronomía de Harvard han desarrollado herramientas en línea fáciles de usar para caracterizar la composición general de las súper Tierras. [74] [75] Un estudio sobre Gliese 876 d realizado por un equipo de Diana Valencia [1] reveló que sería posible inferir a partir de un radio medido por el método de tránsito para detectar planetas y la masa del planeta relevante cuál es la estructura la composición es. Para Gliese 876 d, los cálculos van desde 9.200 km (1,4 radios terrestres) para un planeta rocoso y un núcleo de hierro muy grande hasta 12.500 km (2,0 radios terrestres) para un planeta acuoso y helado. Dentro de este rango de radios, la súper Tierra Gliese 876 d tendría una gravedad superficial de entre 1,9 gy 3,3 g (19 y 32 m/s 2 ). Sin embargo, no se sabe que este planeta transite por su estrella anfitriona.
El límite entre planetas rocosos y planetas con una gruesa envoltura gaseosa se calcula con modelos teóricos. Calculando el efecto de la fase activa de saturación XUV de las estrellas de tipo G sobre la pérdida de las envolturas de hidrógeno capturadas por las nebulosas primitivas en los planetas extrasolares, se obtiene que los planetas con una masa central de más de 1,5 masa terrestre (1,15 radio terrestre máx. .), lo más probable es que no puedan deshacerse de las envolturas de hidrógeno capturadas por la nebulosa durante toda su vida. [76] Otros cálculos señalan que el límite entre las supertierras rocosas sin envoltura y los subneptunos es de alrededor de 1,75 radios terrestres, ya que 2 radios terrestres sería el límite superior para ser rocoso (un planeta con 2 radios terrestres y 5 masas terrestres con una composición media similar a la de la Tierra implicaría que 1/200 de su masa estaría en una envoltura de H/He, con una presión atmosférica cercana a 2,0 GPa o 20.000 bar). [77] Si la envoltura H/He capturada por la nebulosa primitiva de una súper Tierra se pierde o no por completo después de la formación también depende de la distancia orbital. Por ejemplo, los cálculos de formación y evolución del sistema planetario Kepler-11 muestran que los dos planetas más internos Kepler-11b y c, cuya masa calculada es ≈2 M 🜨 y entre ≈5 y 6 M 🜨 respectivamente (que están dentro de los errores de medición) , son extremadamente vulnerables a la pérdida del sobre. [78] En particular, la eliminación completa de la envoltura primordial H/He por fotones estelares energéticos parece casi inevitable en el caso de Kepler-11b, independientemente de su hipótesis de formación. [78]
Si una súper Tierra es detectable tanto por el método de velocidad radial como por el de tránsito, entonces se pueden determinar tanto su masa como su radio; de esta manera se puede calcular su densidad aparente promedio. Las observaciones empíricas reales están dando resultados similares a los de los modelos teóricos, ya que se ha descubierto que los planetas de más de aproximadamente 1,6 de radio terrestre (más masivos que aproximadamente 6 masas terrestres) contienen fracciones significativas de volátiles o gas H/He (tales planetas parecen tener una diversidad de composiciones que no se explica bien mediante una única relación masa-radio como la que se encuentra en los planetas rocosos). [79] [80] Después de medir 65 súper Tierras de menos de 4 radios terrestres, los datos empíricos señalan que las enanas gaseosas serían la composición más habitual: hay una tendencia a que los planetas con radios de hasta 1,5 radios terrestres aumenten en densidad al aumentar el radio, pero por encima de 1,5 radios la densidad promedio de los planetas disminuye rápidamente al aumentar el radio, lo que indica que estos planetas tienen una gran fracción de volátiles por volumen que recubren un núcleo rocoso. [81] [82] [83] Otro descubrimiento sobre la composición de los exoplanetas es el de la brecha o rareza observada para los planetas entre 1,5 y 2,0 radios terrestres , que se explica por una formación bimodal de planetas (supertierras rocosas por debajo de 1,75 y subneptunos con gruesas envolturas de gas por encima de dichos radios). [9]
Estudios adicionales, realizados con láseres en el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore y el laboratorio OMEGA de la Universidad de Rochester , muestran que las regiones internas de silicato de magnesio del planeta sufrirían cambios de fase bajo las inmensas presiones y temperaturas de un planeta súper Tierra. y que las distintas fases de este silicato de magnesio líquido se separarían en capas. [ cita necesaria ]
Otros trabajos teóricos de Valencia y otros sugieren que las súper Tierras serían más activas geológicamente que la Tierra, con una tectónica de placas más vigorosa debido a placas más delgadas sometidas a mayor tensión. De hecho, sus modelos sugerían que la Tierra era en sí misma un caso "límite", apenas lo suficientemente grande como para sustentar la tectónica de placas. [84] Sin embargo, otros estudios determinaron que las fuertes corrientes de convección en el manto que actúan sobre una fuerte gravedad harían que la corteza fuera más fuerte y, por lo tanto, inhibirían la tectónica de placas. La superficie del planeta sería demasiado fuerte para que las fuerzas del magma rompieran la corteza en placas. [85]
Una nueva investigación sugiere que es poco probable que los centros rocosos de las súper Tierras evolucionen hasta convertirse en planetas rocosos terrestres como los planetas interiores del Sistema Solar porque parecen conservar sus grandes atmósferas. En lugar de evolucionar hacia un planeta compuesto principalmente de roca con una atmósfera delgada, el pequeño núcleo rocoso permanece envuelto por su gran envoltura rica en hidrógeno. [86] [87]
Los modelos teóricos muestran que los Júpiter calientes y los Neptunos calientes pueden evolucionar por pérdida hidrodinámica de sus atmósferas a Mini-Neptunos (como podría ser la Supertierra GJ 1214 b ), [88] o incluso a planetas rocosos conocidos como planetas ctónicos (tras migrar hacia la proximidad de su estrella madre). La cantidad de capas más externas que se pierden depende del tamaño y el material del planeta y de la distancia a la estrella. [78] En un sistema típico, un gigante gaseoso que orbita a 0,02 AU alrededor de su estrella madre pierde entre el 5% y el 7% de su masa durante su vida, pero orbitar a menos de 0,015 AU puede significar la evaporación de todo el planeta excepto su núcleo. [89] [90]
Las bajas densidades inferidas de las observaciones implican que una fracción de la población de la súper Tierra tiene envolturas sustanciales de H/He, que pueden haber sido incluso más masivas poco después de su formación. [91] Por lo tanto, a diferencia de los planetas terrestres del sistema solar, estas súper Tierras deben haberse formado durante la fase gaseosa de su disco protoplanetario progenitor . [92]
Dado que se desconocen la atmósfera, el albedo y el efecto invernadero de las supertierras, también se desconocen las temperaturas de la superficie y, en general, sólo se da una temperatura de equilibrio. Por ejemplo, la temperatura del cuerpo negro de la Tierra es 255,3 K (-18 °C o 0 °F). [93] Son los gases de efecto invernadero los que mantienen la Tierra más caliente. Venus tiene una temperatura de cuerpo negro de sólo 184,2 K (-89 °C o -128 °F), aunque Venus tiene una temperatura real de 737 K (464 °C o 867 °F). [94] Aunque la atmósfera de Venus atrapa más calor que la de la Tierra, la NASA enumera la temperatura del cuerpo negro de Venus basándose en el hecho de que Venus tiene un albedo extremadamente alto ( albedo de Bond 0,90, albedo geométrico visual 0,67), [94] dándole una temperatura del cuerpo negro más baja que la de la Tierra, que es más absorbente ( albedo más bajo ).
El campo magnético de la Tierra resulta de su núcleo metálico líquido que fluye, pero en las súper Tierras la masa puede producir altas presiones con grandes viscosidades y altas temperaturas de fusión, lo que podría evitar que los interiores se separen en diferentes capas y, por lo tanto, dar como resultado mantos sin núcleo indiferenciados. El óxido de magnesio, que es rocoso en la Tierra, puede ser un metal líquido a las presiones y temperaturas que se encuentran en las súper Tierras y podría generar un campo magnético en los mantos de las súper Tierras. [95] Dicho esto, los campos magnéticos de la súper Tierra aún no se han detectado mediante observación.
Según una hipótesis, [96] las supertierras de aproximadamente dos masas terrestres pueden ser propicias para la vida . La mayor gravedad superficial conduciría a una atmósfera más espesa, una mayor erosión superficial y, por tanto, una topografía más plana. El resultado podría ser un "planeta archipiélago" de océanos poco profundos salpicados de cadenas de islas idealmente adaptadas para la biodiversidad . Un planeta más masivo, de dos masas terrestres, también retendría más calor en su interior desde su formación inicial durante mucho más tiempo, manteniendo la tectónica de placas (que es vital para regular el ciclo del carbono y, por tanto, el clima ) durante más tiempo. La atmósfera más espesa y el campo magnético más fuerte también protegerían la vida en la superficie contra los dañinos rayos cósmicos . [97]
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Medios relacionados con las Supertierras en Wikimedia Commons
