atmósfera de hidrógeno

Cada noche marciana, los cristales de sal en la superficie del planeta absorben la humedad del aire enrarecido, como una esponja que recoge el agua de un paño húmedo. Al amanecer, en su interior se acumula una salmuera microscópica que, durante el día, cuando la temperatura sube, queda atrapada en diminutas cavidades.

En el interior de los subneptunos, los planetas más abundantes de la galaxia pero en los que no se puede pisar, el magma de silicato y el hidrógeno se mezclan en un único cóctel supercrítico. Antes se pensaba que bajo la densa atmósfera de hidrógeno había un límite nítido con el silicato fundido, como aceite sobre agua.

En el interior de un subneptuno, donde la presión alcanza cien mil bares y la temperatura llega a cuatro mil grados, la roca se comporta como una sopa hirviendo. Los pesados vapores de silicio y magnesio ascienden, se enfrían y caen de nuevo en forma de lluvia de partículas sólidas.

El telescopio espacial JWST apuntó su lente hacia el abrasador mundo rocoso 55 Cancri e y vio una densa envoltura gaseosa. En cambio, la más fría TRAPPIST-1 b, que orbita a una tenue enana roja, no mostró envoltura alguna: roca desnuda. El panorama resultó invertido: los planetas calientes retienen atmósfera, los fríos la pierden.

El agua puede ser de muchas clases. No solo dulce o salada, sino también «pesada», si en su molécula, en lugar del hidrógeno común, se encuentra el deuterio, su hermano más masivo. A esa agua se la llama HDO, y es un auténtico pasaporte cósmico: según la cantidad de deuterio en el agua, se puede saber dónde y cuándo nació esa agua.

En un mismo sistema estelar orbitan dos equipos de planetas. Unos se mueven en órbitas ordenadas, como patinadores en una pista, evitando choques. Otros se agrupan, sus trayectorias se cruzan y, tarde o temprano, ocurre un accidente cósmico: un impacto gigante.

Entre los abrasadores exoplanetas que giran peligrosamente cerca de sus estrellas, se esconde un secreto de nacimiento. Hace casi tres décadas, Michel Mayor y Didier Queloz descubrieron el primer mundo de este tipo, y desde entonces los astrónomos se preguntan: ¿cómo es que un gigante gaseoso termina…

Cuando el telescopio JWST descompone la luz de un lejano exoplaneta en un espectro, lee una crónica química. Pero esta crónica no es una verdad monolítica, sino una atmósfera que la radiación estelar reescribe constantemente.

El enigma del valle de los radios —una abrupta caída en el número de exoplanetas con un radio de ~1,8 radios terrestres— no deja en paz a los astrónomos.

En 2024, el equipo de David Charbonneau apuntó el telescopio Magellan, equipado con el espectrógrafo WINERED, hacia LHS 1140. Durante el tránsito, la espectroscopia de alta resolución captó una línea de absorción de helio metaestable a 10833 Å.

Cuando una estrella muere, se convierte en una enana blanca: una densa esfera de carbono y oxígeno del tamaño de la Tierra. Predichas por Subrahmanyan Chandrasekhar, estos objetos se consideraron durante mucho tiempo cementerios sin vida.

Un subneptuno es un planeta cuyo tamaño se sitúa entre la Tierra y Neptuno. Estos mundos son muy abundantes en nuestra galaxia, pero su estructura sigue siendo objeto de debate. Una nueva investigación muestra que, en su juventud, estos planetas se comportan como una esponja empapada en agua.

La superficie marciana es un lugar donde todo ser vivo muere rápidamente. Los rayos cósmicos y los omnipresentes oxidantes esterilizan la capa superior del suelo. Pero basta con cavar un poco más profundo y el panorama cambia. Allí, donde no llega la radiación ultravioleta, podría esconderse una zona habitable.

Un mundo donde el año dura apenas un día y medio terrestre y la estrella en el cielo es cientos de veces más grande que nuestro Sol. Ese es KELT-9 b, un gigante gaseoso calentado a temperaturas en las que el hierro se evapora.

Un planeta rocoso al rojo vivo se parece a una olla de sopa hirviendo, solo que su tapa es la atmósfera. Los gases escapan del magma, envuelven el mundo en una manta densa y a la vez influyen en la rapidez con que se enfría el cuerpo celeste.

La joven Tierra era una esfera hirviente de roca líquida, mientras que Theia, que chocó contra ella, ya se había enfriado y solidificado. Es como arrojar un trozo de mantequilla fría en una olla de sopa: la sopa salpica, pero la mantequilla apenas. Así, el interior terrestre salió despedido al espacio, formando una nube de polvo cósmico y escombros.

Antes se consideraba a Urano y Neptuno como gigantes de hielo debido a las supuestas capas de agua, metano y amoniaco congelados. Nuevos cálculos pintan un panorama diferente: en sus profundidades se esconde un océano de magma caliente que, bajo una presión enorme, ha absorbido una cantidad colosal de hidrógeno.

Un planeta del tamaño de Neptuno, pero al rojo vivo. Bajo las nubes, un océano de magma capaz de absorber una atmósfera entera de hidrógeno. El nuevo modelo SEAMIST ha rastreado por primera vez cómo esa disolución cambia el destino del planeta desde su nacimiento hasta su vejez. La gran sorpresa es el mecanismo de ebullición catastrófica.

Cuando los astrónomos observan mundos lejanos, a menudo no ven líneas nítidas de vapor de agua o metano, sino una silueta borrosa, como si el planeta se hubiera puesto un velo denso.

En la orquesta de la búsqueda interestelar de vida, cada nota cuenta. Y la partitura la dicta no el ser humano, sino una estrella lejana. Para el planeta TRAPPIST-1 e, uno de los siete en el sistema de una enana roja ultrafría enana roja, el ultravioleta intenso juega el papel de la batuta del director.

El nacimiento de planetas es un horno cósmico: gas y polvo se comprimen, ondas de choque y radiación intensa queman todo lo complejo. Se creía que las frágiles hebras orgánicas como los cianopoliinos no sobrevivían a este infierno.

Una guardería donde unos niños moldean castillos de arena y otros ya juegan con bloques de construcción. Así se ve, más o menos, el sistema de la estrella V1298 Tau: tiene solo 20 millones de años —en términos cósmicos, acaba de salir de la cuna—. A su alrededor orbitan varios planetas, y dos de ellos, b y e, resultaron ser asombrosamente diferentes.

El agua se precipita en un abismo, pero parte de ella vuelve a elevarse, burbujeando y espumeando en el borde mismo. Algo así hace el gas que fluye hacia un agujero negro supermasivo cuando su corriente se vuelve demasiado densa. En un nuevo estudio, los científicos han seguido esta escena mediante una simulación por ordenador.

Una bombilla normal brilla más cuando se calienta, eso lo sabe cualquiera. Pero un agujero negro del tamaño de un núcleo atómico obedece otras leyes. Cuando se evapora, emitiendo partículas por efectos cuánticos en su mismo borde (el horizonte de sucesos), su brillo no aumenta con la temperatura, sino que disminuye.

Lance una pelota casi paralela a la pared: se deslizará a lo largo de ella antes de rebotar. Con un haz de luz sucede lo mismo: al reflejarse en un ángulo muy bajo, se desplaza micrones. Este desplazamiento de Goos–Hänchen se consideró durante mucho tiempo solo una curiosa paradoja.

La luz tarda 124 años en llegarnos. Ese es el tiempo que necesitan los rayos de la estrella para traernos noticias del planeta K2-18b, un mundo completamente cubierto por un océano, pero envuelto en una gruesa manta de hidrógeno. Es aproximadamente dos veces y media más grande que la Tierra.

Una supernova es la explosión final de una estrella masiva, que dispersa su materia a años luz a la redonda. Dentro de la envoltura en expansión queda una estrella de neutrones, y la propia envoltura sigue viajando a través del gas interestelar durante miles de años.

Una olla de lava hirviendo tapada con una tapa gruesa de gas. Así son más o menos los subneptunos, planetas muy comunes en otros sistemas estelares pero ausentes en el nuestro. Bajo una gruesa atmósfera de hidrógeno, se agita un océano de magma ardiente. Y no calla: las sustancias químicas del interior se filtran al aire y dejan en él sus «huellas».

Si no se remueve un cóctel con capas, el jarabe pesado se va al fondo. Un planeta joven es como un océano burbujeante de roca incandescente. Al enfriarse, los minerales cristalizan: algunos, como el hierro, se vuelven pesados y se hunden, otros flotan. Parecería que cerca del núcleo debería acumularse una capa densa.

Los cóndrulos se parecen a gotas de lluvia de piedra congeladas. Son del tamaño de un grano de arena, pero contienen la historia de los primeros millones de años del sistema solar. En su día, estas gotas flotaron en el gas incandescente alrededor del joven Sol y luego se agruparon en asteroides y cayeron a la Tierra como meteoritos.

Alrededor de las pequeñas, frías pero extremadamente inquietas enanas rojas, a menudo se encuentran planetas del tamaño de la Tierra.

Titán es un mundo frío con lagos de metano y una densa atmósfera anaranjada. Pero bajo la corteza de hielo podrían ocultarse charcos cálidos formados tras impactos de meteoritos. En un charco así, como en un matraz químico del tamaño del cráter Selk, se mezclan gases simples del aire: ácido cianhídrico y acetileno.

En el Gran Colisionador de Hadrones no solo chocan núcleos, sino también protones individuales. Incluso en sistemas tan pequeños se observa un comportamiento colectivo, similar al flujo de un líquido.

Alrededor de las estrellas jóvenes giran nubes planas de gas y polvo, como una masa de pizza de la que, con el tiempo, se formarán los planetas. En esa nube hay varios elementos químicos, y el azufre es uno de los más esquivos: es difícil de captar con los telescopios porque se esconde en granos sólidos o se escapa en forma de gas.

Una sartén al rojo vivo en la cocina brilla en la oscuridad, pero si la tapas, el calor se escapa más despacio y la superficie no parece tan brillante. Algo así ocurre con el planeta HD 3167 b: siempre está de cara a su estrella, y el lado diurno se calienta hasta temperaturas que funden las rocas.

El telescopio James Webb observa cada vez más exoplanetas — mundos en otras estrellas. Algunos de ellos son esferas rocosas al rojo vivo, siempre mostrando la misma cara a su estrella. Allí la roca se funde, formando océanos de lava líquida. ¿Cómo se mueve esa lava?

El agua no es lo único que se necesita para la vida. Para que a partir de moléculas simples se ensamblen las primeras cadenas similares al ARN, se necesita luz ultravioleta, como la luz solar que ayuda a las plantas, pero más dura y de onda más corta. Las estrellas grandes como el Sol tienen suficiente de esa luz.

Ecuaciones simples que describen los ciclos de zorros y conejos se han aplicado a bacterias en exoplanetas distantes, como K2-18 b. Estos mundos albergan océanos profundos bajo densas atmósferas de hidrógeno.

El cometa 3I/ATLAS fue detectado cuando entró en el Sistema Solar desde el espacio interestelar.

En los albores de la Tierra, hace unos cuatro mil millones de años, el planeta era un lugar hostil: un sol tenue, frecuentes impactos de asteroides, aire sin oxígeno. En tales condiciones, los primeros pasos de la vida parecen casi imposibles.