Cómo el hidrógeno y el magma crean agua en el interior de los planetas ⚡ экспресс
Los subneptunos son una clase común de exoplanetas que, según la relación radio-masa, se dividen en hidrogenados (secos) y acuáticos (húmedos). Se pensaba que los subneptunos acuáticos se formaban lejos de la estrella y migraban. Experimentos a altas presiones muestran que el hidrógeno cálido y denso reacciona con el fundido de silicatos: el silicio se incorpora en aleaciones e hidruros, y el oxígeno se enlaza con el hidrógeno, produciendo hasta decenas de por ciento en peso de agua – mucho más de lo que dan las extrapolaciones de gas ideal a bajas presiones. Estas reacciones pueden generar un espectro continuo de contenido de agua, incluso composiciones ricas en agua, apuntando a una conexión evolutiva entre los dos tipos de planetas. Por consiguiente, una alta proporción de agua en la atmósfera de un exoplaneta no es un indicador fiable de migración, lo que pone en duda la tradicional relación entre composición y lugar de formación.
Entre los exoplanetas, a menudo se encuentran subneptunos: mundos ligeramente más pequeños que Neptuno. Se descubren mediante el método de tránsito (por la atenuación de la estrella), cuyo pionero fue William Borucki. Antes se pensaba que tales planetas eran o secos y rodeados de hidrógeno, o húmedos, con gran cantidad de agua. Se suponía que los húmedos se formaban lejos, donde se acumula el hielo, y luego migraban hacia las estrellas. El nuevo experimento rompe este esquema.
En el laboratorio, se comprimió una mezcla de hidrógeno y fundido de silicato (magma) a miles de grados. Las profundidades planetarias actuaron como un horno alquímico: el hidrógeno arrancó activamente oxígeno de los minerales, y del candente roca nació agua. Esta reacción transcurre sin residuos: el silicio pasa a una aleación metálica, y cada kilogramo de magma libera hasta cien gramos de agua, casi medio vaso. La fracción másica de agua alcanzó decenas por ciento, muy por encima de las antiguas estimaciones basadas en modelos de gas ideal.
Esto significa que un planeta con atmósfera de hidrógeno y océano de magma puede convertirse en un mundo acuático sin abandonar su órbita. El análisis atmosférico mediante espectroscopia (descomposición de la luz) ya no es fiable para determinar el lugar de nacimiento. La detección de agua no prueba la migración: el planeta podría haberse inundado a sí mismo. Los astrónomos que estudian exoplanetas tendrán que reescribir sus biografías.
🎯 Un kilogramo de magma de silicato, tras reaccionar con hidrógeno, puede liberar hasta 100 gramos de agua, casi medio vaso de líquido nacido directamente en el interior del planeta.