Planeta de carbono

Un planeta de carbono es un tipo hipotético de planeta que contiene más carbono que oxígeno . ^{[ 1 ]} El carbono es el cuarto elemento más abundante en el universo por masa después del hidrógeno , el helio y el oxígeno .

Marc Kuchner y Sara Seager acuñaron el término "planeta de carbono" en 2005 e investigaron tales planetas siguiendo la sugerencia de Katharina Lodders de que Júpiter se formó a partir de un núcleo rico en carbono. ^{[ 2 ]} Investigaciones previas de planetas con altas proporciones de carbono a oxígeno incluyen Fegley y Cameron 1987. ^{[ 3 ]} Los planetas de carbono podrían formarse si los discos protoplanetarios son ricos en carbono y pobres en oxígeno . Se desarrollarían de manera diferente a la Tierra , Marte y Venus , que están compuestos principalmente de compuestos de silicio-oxígeno. Diferentes sistemas planetarios tienen diferentes proporciones de carbono a oxígeno, y los planetas terrestres del Sistema Solar están más cerca de ser "planetas de oxígeno" con una proporción molar C/O de 0,55. ^{[ 4 ]} En 2020, un estudio de 249 estrellas análogas solares cercanas encontró que el 12% de las estrellas tienen proporciones C/O superiores a 0,65, lo que las convierte en candidatas para los sistemas planetarios ricos en carbono. ^{[ 5 ]} El exoplaneta 55 Cancri Ae , que orbita una estrella anfitriona con una relación molar C/O de 0,78, ^{[ 6 ]} es un posible ejemplo de un planeta de carbono.

Un planeta así probablemente tendría un núcleo rico en hierro, como los planetas terrestres conocidos . Rodeándolo estaría carburo de silicio fundido y carburo de titanio . Por encima, una capa de carbono en forma de grafito , posiblemente con un sustrato de diamante de kilómetros de espesor si hay suficiente presión. Durante las erupciones volcánicas, es posible que los diamantes del interior asciendan a la superficie, dando lugar a montañas de diamantes y carburos de silicio. La superficie contendría hidrocarburos congelados o líquidos (por ejemplo, alquitrán y metano ) y monóxido de carbono . ^{[ 7 ]} Un ciclo climático es hipotéticamente posible en planetas de carbono con atmósfera, siempre que la temperatura superficial promedio sea inferior a 77 °C. ^{[ 8 ]} 

Sin embargo, es probable que los planetas de carbono carezcan de agua , ya que esta no puede formarse debido a que el oxígeno proveniente de cometas o asteroides reaccionaría con el carbono de la superficie. La atmósfera de un planeta de carbono relativamente frío consistiría principalmente en dióxido de carbono o monóxido de carbono, con una cantidad significativa de smog de carbono . ^{[ 8 ]}

Se predice que los planetas de carbono tendrán un diámetro similar al de los planetas de silicatos y agua de la misma masa, lo que podría dificultar su distinción. ^{[ 10 ]} También podrían existir equivalentes de las características geológicas de la Tierra, pero con composiciones diferentes. Por ejemplo, los ríos podrían estar compuestos de petróleo. Si la temperatura es lo suficientemente baja (por debajo de 350 K), los gases podrían sintetizarse fotoquímicamente en hidrocarburos de cadena larga, que podrían precipitarse sobre la superficie.

En 2011, la NASA canceló una misión llamada TPF , que iba a ser un observatorio mucho más grande que el Telescopio Espacial Hubble y que habría sido capaz de detectar este tipo de planetas. Los espectros de los planetas de carbono carecerían de agua, pero mostrarían la presencia de sustancias carbonáceas, como el monóxido de carbono.

La idea de los planetas de carbono es controvertida. Las especulaciones sobre posibles planetas de carbono deben superar la evidencia que sugiere que tales formaciones son improbables según las mediciones y los modelos del sistema solar. Los planetesimales solares rocosos contienen 10 veces menos carbono de lo que se predeciría según la abundancia de carbono en el universo. Esto sugiere que, en lugar de simplemente reflejar la abundancia elemental, los granos de carbono se descomponen activamente durante la formación de los planetesimales. ^{[ 11 ] [ 12 ]}

En agosto de 2011, Matthew Bailes y sus colegas de la Universidad Tecnológica de Swinburne en Australia informaron que el púlsar de milisegundos PSR J1719-1438 podría tener una estrella compañera binaria, PSR J1719−1438 b , que se ha comprimido en un planeta mucho más pequeño compuesto principalmente de diamante sólido. Dedujeron que un pequeño planeta compañero debe estar orbitando el púlsar y causando una atracción gravitatoria detectable. Un examen más detallado reveló que, si bien el planeta es relativamente pequeño (60 000 km de  diámetro, o cinco veces más grande que la Tierra), su masa es ligeramente mayor que la de Júpiter. La alta densidad de PSR J1719−1438 b dio al equipo una pista sobre su probable composición de carbono y oxígeno, y sugirió la forma cristalina de los elementos. ^{[ 15 ]} Sin embargo, se hipotetiza que este "planeta" son los restos de una enana blanca compañera evaporada, siendo solo el núcleo interno remanente. Según algunas definiciones de planeta, este no calificaría porque se formó como una estrella. ^{[ 16 ]}

A una distancia de267 +1,2 −0,9 pc (aproximadamente 870 años luz), ^{[ 17 ]} PSR J2222−0137 es un púlsar binario de masa intermedia cercano cuya estrella de neutrones de baja masa compañera es una enana blanca (PSR J2222−0137 B). La enana blanca tiene una masa relativamente grande de 1,319 ± 0,004 M _☉ ^{[ 18 ]} y una temperatura inferior a 3000 K, ^{[ 17 ]} lo que significa que probablemente esté cristalizada, lo que lleva a que esta enana blanca del tamaño de la Tierra se describa como una "estrella de diamante". ^{[ 19 ]}  

• Diamantes extraterrestres
• Planeta de helio , otra forma de enana blanca que pierde masa y se convierte en planeta.
• enano negro
• Planeta púlsar
• Planeta de hierro
• Planeta océano
• WASP-12b
• WASP-103b

• Than, Ker (7 de junio de 2006). "Los planetas de las estrellas podrían tener montañas de diamantes" . Space.com .