Un planeta de carbono es un tipo teórico 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] Investigaciones previas 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. Los 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 proporción molar C/O de 0,55. [4] En 2020, un estudio de las 249 estrellas solares análogas cercanas encontró que el 12% de las estrellas tienen relaciones 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 probablemente tendría un núcleo rico en hierro , como los planetas terrestres conocidos . Alrededor de eso estarían carburo de silicio fundido y carburo de titanio . Por encima, una capa de carbono en forma de grafito , posiblemente con un sustrato de diamantes de kilómetros de espesor si hay suficiente presión. Durante las erupciones volcánicas, es posible que los diamantes del interior salgan a la superficie, dando lugar a montañas de diamantes y carburos de silicio. La superficie contendría hidrocarburos líquidos o congelados (por ejemplo, alquitrán y metano ) y monóxido de carbono . [7] En teoría, un ciclo climático es 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 carecerán de agua , que no se puede formar porque el oxígeno entregado por los cometas o asteroides reaccionará con el carbono de la superficie. La atmósfera en un planeta carbonoso relativamente frío estaría compuesta principalmente de dióxido de carbono o monóxido de carbono con una cantidad significativa de smog de carbono . [8]
Se predice que los planetas de carbono tendrán un diámetro similar al de los planetas de silicato y agua de la misma masa, lo que podría dificultar su distinción. [10] Los equivalentes de características geológicas en la Tierra también pueden estar presentes, pero con diferentes composiciones. Por ejemplo, los ríos podrían estar compuestos de petróleo. Si la temperatura es lo suficientemente baja (por debajo de 350 K), entonces los gases pueden sintetizarse fotoquímicamente en hidrocarburos de cadena larga, que podrían llover sobre la superficie.
En 2011, la NASA canceló una misión, llamada TPF , que iba a ser un observatorio mucho más grande que el Telescopio Espacial Hubble que habría sido capaz de detectar tales planetas. Los espectros de los planetas carbonosos carecerían de agua, pero mostrarían la presencia de sustancias carbonosas, como el monóxido de carbono.
Los planetas púlsar Draugr , Poltergeist y Phobetor pueden ser planetas de carbono que se formaron a partir de la disrupción de una estrella productora de carbono . Los planetas de carbono también podrían estar ubicados cerca del Centro Galáctico o de cúmulos globulares que orbitan la galaxia, donde las estrellas tienen una proporción de carbono a oxígeno más alta que el Sol. Cuando las estrellas viejas mueren, arrojan grandes cantidades de carbono. A medida que pase el tiempo y cada vez terminen más generaciones de estrellas, la concentración de carbono, y de los planetas carbonosos, aumentará. [11]
En octubre de 2012, se anunció que Janssen mostraba evidencia de ser un planeta de carbono. Tiene ocho veces la masa de la Tierra y el doble de radio. Las investigaciones indican que el planeta de 2.150 °C (3.900 °F) está "cubierto de grafito y diamantes en lugar de agua y granito". Orbita 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 puede tener una estrella compañera binaria que ha sido aplastada hasta formar un planeta mucho más pequeño hecho en gran parte de diamante sólido. Dedujeron que un pequeño planeta compañero debía estar orbitando el púlsar y provocando una atracción gravitacional detectable. Un examen más detenido 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 mayor que 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 teoriza que este "planeta" son los restos de una compañera enana blanca evaporada , siendo sólo el núcleo interno remanente. Según algunas definiciones de planeta, este 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 cercano de masa intermedia cuya compañera de estrella de neutrones de baja masa es 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 probablemente 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 alrededor de enanas marrones sean planetas con carbono y sin agua. [18]
