Los gases liberados de las muestras de meteoritos calentadas en un horno de alta temperatura pueden ofrecer pistas sobre la composición inicial de las atmósferas de los exoplanetas rocosos
Durante la formación de los planetas rocosos, cuando los ladrillos planetarios se fusionan bajo un calor extremo y un vulcanismo intenso, se liberan gases. Si el planeta es lo suficientemente grande, esos gases quedarán retenidos, formando su atmósfera. Para simular ese proceso, un equipo de la Universidad de California Santa Cruz ha ideado un nuevo método: 'hornear' a más de mil grados los meteoritos que han llegado a la Tierra y conocer así qué puede ocurrir en esos primeros momentos de la formación planetaria. Los resultados se acaban de publicar en la revista 'Nature Astronomy'.
«Esta información será muy importante cuando comencemos a observar atmósferas de exoplanetas con nuevos telescopios e instrumentación avanzada», afirma Maggie Thompson, estudiante de posgrado en astronomía y astrofísica en la UC Santa Cruz y principal autora de la investigación. «Estamos tratando de simular en el laboratorio este proceso muy temprano cuando se está formando la atmósfera de un planeta para poder poner algunas limitaciones experimentales», explica por su parte Myriam Telus, profesora asistente de ciencias terrestres y planetarias y coautora del estudio.
El equipo 'horneó' tres meteoritos concretos: la condrita de Murchison, que cayó en Australia en 1969; Jbilet Winselwan, recolectado en el Sáhara Occidental en 2013; y Aguas Zarcas, que cayó en Costa Rica en 2019. Todas estas rocas son condritas carbonáceas, con una composición muy parecida al material a partir del cual se formaron el Sol y los planetas de nuestro vecindario cósmico. «Estos meteoritos son materiales sobrantes de los bloques de construcción que formaron los planetas en nuestro Sistema Solar. Las condritas se diferencian de otros tipos de meteoritos en que no se calentaron lo suficiente como para derretirse, por lo que perviven algunos componentes más primitivos que pueden informarnos sobre la composición del sistema solar en el momento de la formación de los planetas», señala Thompson.
El experimento
Para analizarlos, los investigadores instalaron un horno conectado a un espectrómetro de masas y a un sistema de vacío. A medida que las muestras de meteorito se calentaban hasta los 1.200 grados Celsius, el sistema analizaba los gases volátiles producidos a partir de los minerales de la muestra. Lo que más había era vapor de agua, seguido de monóxido de carbono y dióxido de carbono. También se liberaron cantidades más pequeñas de hidrógeno y gases de sulfuro de hidrógeno.
Según Telus, los modelos de atmósferas planetarias a menudo asumen que éstas se parecen a las de su estrella, dominadas por el hidrógeno y el helio -o fenómeno de la abundancia solar-. Sin embargo, el hecho de que el vapor de agua fuera el gas dominante, seguido del monóxido de carbono y el dióxido de carbono señala que no siempre es así y que las atmósferas se forman de forma distinta dependiendo de si el planeta es gaseoso o rocoso. «El uso de la abundancia solar está bien para planetas grandes, del tamaño de Júpiter, que adquieren sus atmósferas de la nebulosa solar. Pero se cree que los planetas más pequeños obtienen sus atmósferas en su mayoría de la desgasificación», indica la investigadora.
Estos resultados son compatibles con los modelos de equilibrio químico basados en la composición de los meteoritos. «Aunque también hay algunas diferencias -señala Thompson-. Se necesitan experimentos para ver qué sucede realmente en la práctica, por lo que el siguiente paso será analizar más meteoritos para poder llevar a cabo mejores restricciones en los modelos teóricos de atmósferas exoplanetarias».
Por último, los investigadores afirman que a pesar de que se estén utilizando meteoritos del Sistema Solar para después catalogar atmósferas de otros sistemas estelares, otros estudios indican que las condritas carbonáceas son bastante comunes en otros vecindarios cósmicos. «Puede parecer arbitrario usar meteoritos de nuestro sistema solar para comprender exoplanetas alrededor de otras estrellas, pero los estudios de otras estrellas están encontrando que este tipo de material es bastante común alrededor de otras estrellas».
