Un estudio que incluye mediciones realizadas por el Telescopio Espacial James Webb (JWST) sugiere que el exoplaneta 55 Cancri e tiene una atmósfera secundaria desgasificada por un océano de magma. En lugar de roca vaporizada, la atmósfera puede ser rica en CO2 y CO. Este es el primer caso de detección de una atmósfera secundaria alrededor de un exoplaneta rocoso y es importante en la ciencia de los exoplanetas porque la adquisición y el mantenimiento de una atmósfera rica en gas por parte de un planeta rocoso es clave. a la habitabilidad.
Los exoplanetas (es decir, planetas fuera del sistema solar) son el foco de la búsqueda de huellas de vida extraterrestre. Detección y caracterización de exoplanetas en los sistemas estelares son importantes para el estudio de planetas habitables similares a la Tierra con un entorno y condiciones propicios para sustentar la vida.
Los primeros exoplanetas fueron detectados en los años 1990. Desde entonces, en las últimas décadas se han descubierto más de 5000 exoplanetas. Casi todos ellos fueron encontrados en nuestra galaxia natal, la Vía Láctea. Un exoplaneta en una galaxia externa fue descubierto por primera vez en 2021.
Los exoplanetas con terreno rocoso y atmósfera secundaria son de especial interés para los astrónomos porque tales exoplanetas Es probable que tengan condiciones similares a las de la Tierra. La atmósfera secundaria se forma a partir de la desgasificación de materiales atrapados en el manto cálido hacia la superficie del planeta. Para los planetas terrestres, la atmósfera primaria formada por gases ligeros como el hidrógeno y el helio acumulados durante la formación inicial del planeta se pierde debido a la menor temperatura de la superficie y la velocidad de escape del planeta.
El exoplaneta 55 Cancri e
El exoplaneta 55 Cancri e es un exoplaneta rocoso caliente situado a 41 años luz de la Tierra en la constelación de Cáncer. Predominantemente rocoso con una temperatura de equilibrio de alrededor de 2,000 K, orbita alrededor de la estrella similar al Sol 55 Cancri y está clasificada como una súper Tierra (porque tiene un diámetro dos veces mayor que el de la Tierra y una densidad ligeramente mayor). Es probable que su composición sea similar a la de los planetas rocosos del sistema solar.
Estudios anteriores de este exoplaneta sugirieron la presencia de una atmósfera rica en volátiles. Los resultados desfavorecieron la presencia de H2/Él domina la atmósfera primaria, pero no se puede descartar la posibilidad de que la envoltura de gas esté hecha de roca vaporizada, ya que el planeta está lo suficientemente caliente como para permitir la evaporación de las rocas fundidas. No se pudo saber si la atmósfera de este exoplaneta e se formó secundariamente a partir de la desgasificación de materiales atrapados en el manto cálido hacia la superficie del planeta.
La atmósfera secundaria se desarrolla después de que los gases primordiales más ligeros (principalmente H2 y Él) se pierden a medida que el planeta se enfría. Se forma a partir de la desgasificación desde el interior a la superficie del planeta debido a volcanes o actividades tectónicas. Por ejemplo, las atmósferas de Venus, la Tierra y Marte son atmósferas secundarias. La presencia de una atmósfera secundaria en un exoplaneta sugiere una mayor evolución de un planeta en etapa inicial hacia una posible habitabilidad.
Investigación JWST del exoplaneta 55 Cancri e
Las mediciones del espectro de emisión térmica del exoplaneta 55 Cancri e realizadas por los instrumentos a bordo del Telescopio Espacial James Webb (JWST) han descartado la posibilidad de que la atmósfera esté formada por roca vaporizada. Los nuevos hallazgos indican que la atmósfera es desgasificada por un océano de magma y probablemente sea rica en CO.2 y compañía.
Este es un avance significativo en la ciencia de los exoplanetas. Esta es la primera vez que se detecta que un exoplaneta tiene una atmósfera circundante formada a partir de materiales desgasificados del interior (una atmósfera secundaria).
La Tierra, Venus y Marte en nuestro sistema solar estuvieron cubiertos en el pasado por un océano de magma en una interacción de atmósfera, superficie e interior. Por lo tanto, el nuevo desarrollo podría ayudarnos a comprender mejor las condiciones tempranas de la Tierra, Venus y Marte y cómo un planeta rocoso adquiere y mantiene una atmósfera rica en gas, un requisito clave para que un planeta sea habitable.
***
Referencias:
- JPL. Exoplanetas: Webb de la NASA insinúa una posible atmósfera que rodea al exoplaneta rocoso. Publicado el 8 de mayo de 2024. Disponible en https://www.jpl.nasa.gov/news/nasas-webb-hints-at-possible-atmosphere-surrounding-rocky-exoplanet
- Hu, R., et al 2024. Una atmósfera secundaria en el exoplaneta rocoso 55 Cancri e. Naturaleza 630, 609–612. Publicado: 08 de mayo de 2024. DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-024-07432-x
- Universidad de Oregon. Páginas – Atmósfera primaria y secundaria. Disponible en https://pages.uoregon.edu/jschombe/ast121/lectures/lec14.html
***
 suggests that the exoplanet 55 Cancri e has a secondary atmosphere outgassed by magma ocean. Instead of vapourised rock, the atmosphere may be rich in CO2 and CO. This is the first instance of detection of secondary atmosphere around a rocky exoplanet and is significant in exoplanet science because acquisition and sustenance of a gas rich atmosphere by a rocky planet is key to habitability. ){kind=link}