De pie sobre un sub-Neptuno

Fuente AAS NOVA

Los astrónomos suelen asumir que los exoplanetas subneptunos tienen océanos de magma ocultos bajo sus atmósferas. Nuevas investigaciones sugieren que esto no siempre es así.

Un tipo de planeta enigmático

En los 30 años transcurridos desde el descubrimiento del primer exoplaneta, los astrónomos han llegado a comprender que muchos de los planetas más comunes de nuestra galaxia no se parecen en nada a los mundos de nuestro sistema solar. Un tipo de planeta en particular parece ser omnipresente a pesar de no encontrarse en nuestro vecindario cósmico: los subneptunos. Como su nombre indica, estos planetas son ligeramente más pequeños que Neptuno, pero aún mucho más grandes que la Tierra o que lo que esperaríamos de un planeta compuesto principalmente de roca.

La composición y el origen de los subneptunos siguen siendo misterios que la comunidad científica investiga activamente. Es posible que estos mundos sean mayormente rocosos y posean atmósferas ligeras y esponjosas sobre sus superficies; también es posible que sean acuosos y que la mayor parte de su masa provenga de atmósferas densas y húmedas. Sin embargo, en la mayoría de los casos, se asume que las altas presiones y temperaturas en la superficie de estos mundos propician la existencia de un océano de magma permanente y ardiente.

Esta suposición clave de que no existe una superficie sólida influye en nuestros modelos sobre cómo estos planetas se enfrían y evolucionan con el tiempo. No obstante, una nueva investigación dirigida por Bodie Breza (Universidad de Maryland) sugiere que esta premisa podría no ser siempre válida.

Terreno sólido

Para comprobar la suposición de que cada subneptuno posee un océano de magma, Breza y sus colaboradores simularon cientos de miles de interiores y atmósferas de exoplanetas factibles. Cada simulación modificó ligeramente diversas características, como la temperatura de la superficie o la masa total del planeta, y luego comprobó si las condiciones de temperatura y presión en la superficie del planeta dejarían alguna roca en estado sólido o líquido.

Sorprendentemente, el equipo descubrió que aproximadamente un tercio de los modelos simulados presentaban superficies sólidas, no de magma. Observaron dos maneras distintas de solidificar el magma y crear una capa firme. En primer lugar, y de forma más intuitiva, si la temperatura superficial desciende lo suficiente, el magma simplemente se congela. En segundo lugar, y de forma más intrigante, descubrieron que un planeta también puede suprimir un océano de magma si su atmósfera es lo suficientemente densa como para elevar la presión superficial por encima del umbral sólido-líquido.

Este último resultado es particularmente revelador a la luz de las recientes observaciones del JWST que sugieren que muchos subneptunos poseen atmósferas densas. Estos nuevos modelos sugieren que estos mundos podrían tener superficies sólidas y que los modelos que intentan explicar su composición deberían ajustarse para tener en cuenta este hallazgo. En estos primeros tiempos, cuando los astrónomos aún intentan descifrar las propiedades más básicas de estos extraños mundos, investigaciones como esta demuestran el poder de utilizar modelos teóricos avanzados para interpretar nuestras observaciones de vanguardia.

Referencia

• “Not All Sub-Neptune Exoplanets Have Magma Oceans,” Bodie Breza et al 2025 ApJL 993 L46. doi:10.3847/2041-8213/ae0c07