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Estrellas antiguas aportan luz a la similitud de la Tierra con otros planetas

Estrellas antiguas aportan luz a la similitud de la Tierra con otros planetas


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Un nuevo método usado para estudiar la geoquímica de planetas implica que la Tierra no es única.

Los planetas como la Tierra pueden ser comunes en el universo, según un nuevo estudio de UCLA. El equipo de astrofísicos y geoquímicos presenta nuevas evidencias de que la Tierra no es única. El estudio se publicó en la revista Science el 18 de Octubre.

"Acabamos de aumentar la probabilidad de que muchos planetas rocosos sean como la Tierra, y existe un gran número de planetas rocosos en el universo", dice el coautor Edward Young, profesor en UCLA de geoquímica y cosmoquímica.

Enana blanca con planeta Visión artística que muestra una enana blanca con un planeta

Los científicos, dirigidos por Alexandra Doyle, estudiante graduada de UCLA en geoquímica y astroquímica, desarrollaron un nuevo método de analizar en detalle la geoquímica de planetas fuera del sistema solar. Doylo lo hizo analizando los elementos en rocas de asteroides o fragmentos de planetas rocosos que orbitan seis enanas blancas.

"Estudiamos la geoquímica en rocas de otras estrellas, que nos es casi desconocida", dice Young.

"Aprender la composición de planetas fuera del sistema solar es muy difícil", dice la coautora Hilke Schlichting , profesora asociada en UCLA de astrofísica y ciencia planetaria. "Utilizamos el único método posible - un método en el que somos pioneros - determinando la geoquímica de rocas fuera del sistema solar".

Las estrellas enanas blancaqs son densas, restos quemados de estrellas normales. Su fuerte tirón gravitacional hace que los elementos pesados como el carbón, oxígeno y nitrógeno se hundan rápidamente en su interior, donde los elementos pesados no pueden ser detectados por telescopios. La enana blanca más cercana que ha estudiado Doyle está a 200 años luz de la Tierra, y la más lejana a 665 años luz de distancia.

"Observando estas enanas blancas y los elementos que tienen en sus atmósferas, vemos los elementos que estaban en los objetos que orbitaban las estrellas", dice Doyle. El gran tirón gravitacional de la enana blanca destroza al asteroide o planeta que la orbita, y el material cae hacia la enana blanca. "Observar una enana blanca es como hacer una autopsia de los contenidos de lo que ha habido en su sistema solar".

Los datos analizados por Doyle fueron recogidos por telescopios, la mayoría del W.M.Keck del Observatorio de Hawaii, que científicos espaciales habían obtenido anteriormente para otros propósitos científicos.

"Si sólo mirase una enana blanca, esperaría ver hidrógeno y helio", dice Doyle. "Pero en estos datos, también veo otros materiales, como silicio, magnesio, carbón y oxígeno . material que llegó a las enanas blancas de cuerpos que las orbitaban".

Cuando el hierro se oxida, comparte sus electrones con el oxigeno, formando una unión química entre ellos. "Esto se llama oxidación, y puedes verlo cuando el metal se vuelve rojizo", explica Young. "El oxígeno roba electrones del hierro, produciendo óxido de hierro en lugar del metal hierro. Medimos la cantidad de hierro que se ha oxidado en esas rocas que llegan a la enana blanca. Estudiamos cuanto se ha oxidado el metal".

Las rocas de la Tierra, Marte y otros sitios de nuestro sistema solar son muy similares en su composición química y contienen sorprendentemente un alto nivel de hierro oxidado, según Young.

El Sol está compuesto principalmente de hidrógeno, que hace lo opuesto a la oxidación. El hidrógeno aporta electrones.

Los investigadores dicen que la oxidación de un planeta rocoso tiene un efecto importante en su atmósfera, su núcleo, y en la clase de rocas que hay en la superficie. "Toda la química que hay en la superficie de la Tierra puedes ser rastreada hasta el estado de oxidación del planeta", dice Young. "El hecho de que tengamos océanos con todos los ingredientes para la vida puede ser rastreado hasta que el planeta fue oxidado. Las rocas controlan la química".

Hasta ahora los científicos no han conocido ningún detalle de si la química de los exoplanetas rocosos es similar o muy diferente a la de la Tierra.

¿Cómo son de similares las rocas que el equipo de UCLA analizó de las de la Tierra y Marte?

"Muy parecidas", dijo Doyle. "Son como las de Marte y la Tierra en términos de oxidación de hierro. Vemos que las rocas son rocas en todas partes, con geofísica y geoquímica muy similar".

"Siempre ha sido un misterio porqué las rocas de nuestro sistema solar están tan oxidadas", dijo Young. "No es lo que se espera. La cuestión es si sería igual en otras estrellas. Nuestro estudio dice que sí. Esto encaja con la búsqueda de planetas como la Tierra en el universo".

Las enanas blancas son un entorno raro para se analizadas por científicos.

Los investigadores estudiaron los seis elementos más comunes en las rocas : hierro, oxígeno, silicio, magnesio, calcio y aluminio. Usaron cálculos matemáticos y fórmulas porque los científicos no pueden estudiar rocas de las enanas blancas. "Podemos determinar la geoquímica de esas rocas matemáticamente y compararlo con los cálculos de rocas que hacemos en la Tierra y Marte", dijo Doyle, cuya experiencia es en geología y matemáticas. "Comprender las rocas es importante porque revelan la geoquímica y geofísica del planeta".

"Si las rocas extraterrestres tienen una oxidación similar a las de la Tierra, entonces puedes deducir que el planeta tiene una tectónica de placas similar y campos magnéticos potencialmente similares a los de la Tierra, que se cree son ingredientes claves para la vida", según Schlichting. "Este estudio significa un salto adelante en nuestra capacidad de hacer estas deducciones en cuerpos fuera de nuestro sistema solar e indica que es muy probable que existan auténticos análogos de la Tierra".

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