Exoplanetas Habitables: K2-229 b y el planeta Mercurio.

Tanto se parecía el exoplaneta K2-229 b a Mercurio que sus descubridores empezaron a llamarlo Freddy, quizá recordando al famoso cantante de Queen, Freddie Mercury.

Una imagen de Mercurio tomada por la sonda MESSENGER. K2-229 b es más grande, está más caliente y presenta siempre la misma cara a su estrella. Sin embargo, su estructura interna es muy similar. (Fuente: NASA/JPL)

K2-229 b al principio parecía un planeta común, uno más de los muchos detectados por el proyecto del K2, la segunda vida del telescopio espacial Kepler. Como sabemos, los exoplanetas detectados por Kepler, son estudiados por el método del tránsito.

Fue detectado durante la campaña 10 del proyecto K2 en 2016. Observando una estrella de tipo solar (K0), caliente (5.120 K) y brillante, la fotometría reveló tránsitos de dos posibles planetas de periodos de 14 horas y 8,3 días. Además, había otro tránsito que no se correspondía con ninguno de los planetas anteriores, difícil de caracterizar, con más de 31 días.. Los denominaron K2-229 b, c y d, con radios de 1,165 R⊕ 2,12 R⊕ and 2,65 R⊕, respectivamente.

Una estrella tan brillante como K2-229 podía ser estudiada con técnicas de velocidad radial. Así que durante 2017 HARPS recolectó 120 medidas ultraprecisas de velocidad radial. Los resultados arrojaban unas masas de 2,59 M⊕, 21,3 M⊕ y 25,1 M⊕, respectivamente para b, c y d.

Especialmente interesante resultaba el más interior de todos, K2-229 b. El radio y la masa calculados implicaban una densidad claramente terrestre, de 8,9 g/cm3. Un planeta tan denso tenía que contener silicatos y un núcleo metálico muy grande. De hecho, se estimaba que el 68% del planeta tenía que estar compuesto por el núcleo metálico. Las abundancias medidas en la estrella K2-229 permitían calcular una relación Fe/Si que arrojaban una proporción muy inferior (27%). Eso quería decir que, desde su formación el planeta había sufrido procesos que habían enriquecido su relación, quizá eliminando compuestos con Si.

Un esquema de la composición interna de Mercurio. el 70% de masa del planeta son los compuestos metálicos del núcleo. (Fuente: Jcpag2012 sobre imagen de MESSENGER/NASA/JPL)

En el Sistema Solar, sólo Mercurio tiene una proporción similar (Mercurio 70%, en la Tierra 32,5%) del núcleo sobre la masa total. Es verdad que el planeta es más masivo que Mercurio (con 2,59 M⊕ es más masivo incluso que la Tierra). También es mucho más denso (8,9 g/cm3 vs 5,4 g/cm3) debido a que al ser más masivo, el planeta se comprime con su propia gravedad. Además, en una órbita de sólo 14 horas la temperatura tiene que ser mucho más elevada, de más de 2.000 K. Pero la estructura interna tenía que ser similar.

Relación entre el radio y masa de diversos planetas. El más denso de todos es K2-229 b (Fuente: Santerne et al, 2018)

Es posible que quizá ambos planetas, Mercurio y K2-229 b, hayan tenido una evolución similar. A muy altas temperaturas la corteza y la parte más exterior del manto rocoso de silicatos del planeta se evapora, creando una suerte de atmósfera mineral, y si el planeta pierde una parte sustancial de la atmósfera puede perder parte de su manto. Pero (¡claro!) por muy intensa que sea la infernal temperatura y la emisión de rayos XUV no parece fácil que el planeta pueda perder una densa y espesa atmósfera de silicatos, de elevado peso molecular medio… Se considera que, quizá, el campo magnético estelar, CMEs, tormentas solares y fulguraciones hayan colaborado (pero el núcleo metálico debería haber protegido al planeta formando una magnetosfera)… Quizá un impacto descomunal arrancase parte del manto…

No se sabe. Posiblemente, cuando los planetas no estaban aún formados el calentamiento hizo que localmente el disco protoplanetario se enriqueciera en compuestos metálicos. O no.

En resumen, K2-229 b es un supermercurio que puede hacer de laboratorio para ayudarnos a entender los mecanismos que hicieron que Mercurio tenga un núcleo metálico tan grande. Más datos y más planetas similares son necesarios.

Estemos atentos.