¿Detectado vulcanismo en un exoplaneta?

El estudio de exoplanetas, aquellos mundos que orbitan alrededor de estrellas distintas a nuestro Sol, resulta tremendamente complicado. En general el sistema planetario alrededor de cualquier estrella no supone más que un pequeño porcentaje de la masa de todo el sistema estelar. En el caso del Sol, la estrella supone un 99,8 % de la masa total del sistema solar, siendo ese 0,2 % restante todo lo demás: los planetas, sus lunas, así como los millones de asteroides y cometas que completan el sistema. Si a eso le sumamos que estos exoplanetas se sitúan a años luz de distancia, a veces a cientos o incluso miles de años luz, la tarea de estudiarlos y caracterizarlos se complica enormemente.

Pero a pesar de las limitaciones inherentes a la vastedad del universo en el que vivimos, quienes se dedican a estudiarlos encuentran formas ingeniosas de revelar sus propiedades. Este es el caso de 55 Cancri e, un planeta sobre el que podríamos haber detectado una gran erupción volcánica. Este es uno de los cinco planetas detectados orbitando alrededor de la estrella 55 Cancri, también conocida como la estrella Copérnico.

Copérnico es en verdad un sistema binario, aunque el nombre hace referencia a su estrella central y más masiva. Esta estrella, que es apenas menos masiva que el Sol, con un 95 % de su masa, tiene una compañera de menor tamaño orbitando a unas mil unidades astronómicas (mil veces la distancia media entre la Tierra y el Sol). Esta compañera es una enana roja, casi ocho veces menos masiva que Copérnico. Alrededor de la estrella central orbitan, al menos, cinco planetas, todos ellos considerablemente más cerca de la estrella que los planetas de nuestro propio sistema solar. Cuatro de estos planetas son gigantes gaseosos, que van desde un planeta del tamaño de Neptuno a uno 4 veces más masivo que Júpiter. El quinto planeta, que es realmente el más cercano a la estrella Copérnico, es el único rocoso descubierto en este sistema y tiene un radio el doble que la Tierra y una masa 8 veces superior. Esto lo convierte en lo que en astrofísica se conoce como una supertierra.

Este quinto planeta recibe el nombre de 55 Cancri e o Janssen, como decidió la Unión Astronómica Internacional a finales de 2015 tras una votación popular, en honor al astrónomo francés Pierre Janssen, descubridor del elemento químico helio. Janssen, el exoplaneta, orbita a poco más de 2 millones de kilómetros de Copérnico, tardando menos de 18 horas en hacerlo. En comparación Mercurio orbita a unos 58 millones de kilómetros de media y necesita casi 88 días para completar una revolución concreta. Por tanto, no es sorprendente que en la superficie del planeta Janssen se hayan detectado temperaturas por encima de los 2 000 ºC y que este sufra un acoplamiento de marea con su estrella, que lo deja con un hemisferio apuntando siempre a Copérnico. Esta temperatura se ha medido detectando directamente la luz emitida por el propio planeta.

Estas temperaturas superficiales tan altas nos indican que la superficie del planeta estará en gran parte fundida, estando cubierta por grandes océanos de magma, pudiendo darse también cierto vulcanismo, en principio. Sin embargo no teníamos pruebas más directas de esto hasta que en observaciones llevadas a lo largo de varios meses se midió un descenso de la temperatura en el planeta.

Este descenso era importante, por las posibles causas que podía tener. Sabemos que en planetas tan calientes como Janssen apenas deberían formarse nubes, por lo que este descenso de la temperatura medida no podía deberse a un proceso meteorológico normal y debía tener otro origen. La explicación más plausible y defendida por Demory et al en su artículo publicado en la revista científica Monthly Notices of the Royal Astronomical Society sería la de una erupción volcánica que ha creado una gran nube de polvo y ceniza que ha bloqueado la luz de la estrella y en consecuencia enfriado la superficie del planeta.

Esta posibilidad podría parecer descabellada si no fuera porque conocemos de varias instancias de sucesos similares en la Tierra. La erupción del monte Pinatubo en Filipinas en 1991 redujo las temperaturas globales durante dos años y la erupción del monte Tambora en Indonesia en 1815, la mayor erupción en la historia reciente, provocó el conocido como “año sin verano” al año siguiente, en el que las temperaturas globales descendieron casi en 1 ºC.

Además, estas erupciones volcánicas tan violentas serían muy similares a las observadas en la luna Io de Júpiter. El vulcanismo de Io estaría causado no por un calor interno, como en el caso de la Tierra, sino por la influencia del gigante gaseoso, que por efectos de marea conseguiría calentar el interior de la luna, provocando estas erupciones. En Io las nubes expulsadas durante alguno de los eventos más energéticos han alcanzado los cientos de kilometros de altura. El proceso observado en el planeta Janssen podría haber creado plumas volcánicas de hasta 1 500 kilómetros de altura y que se habrían esparcido hasta ocultar gran parte de la superficie del planeta.

Referencia:

B.O. Demory et al, 2015, Variability in the super-Earth 55 Cnc e, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, https://doi.org/10.1093/mnras/stv2239