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Planeta terrestre

Los cuatro planetas terrestres del Sistema Solar : Mercurio , Venus , la Tierra y Marte. Representados a escala. Un planeta terrestre es una clase de planeta compuesto principal...

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Los cuatro planetas terrestres del Sistema Solar : Mercurio , Venus , la Tierra y Marte. Representados a escala.

Un planeta terrestre es una clase de planeta compuesto principalmente de silicatos , rocas o metales . También puede denominarse planeta telúrico o planeta rocoso . Dentro del Sistema Solar , los planetas terrestres aceptados por la Unión Astronómica Internacional son los planetas interiores más cercanos al Sol : Mercurio , Venus , la Tierra y Marte . Entre los astrónomos que utilizan la definición geofísica de planeta , dos o tres satélites de masa planetaria —la Luna de la Tierra , Io y, a veces, Europa— también pueden considerarse planetas terrestres. Los grandes asteroides rocosos Palas y Vesta también se incluyen a veces, aunque raramente. [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] Los términos «planeta terrestre» y «planeta telúrico» derivan de las palabras latinas para Tierra ( Terra y Tellus ), ya que estos planetas son, en términos de estructura, similares a la Tierra . Los planetas terrestres suelen ser estudiados por geólogos , astrónomos y geofísicos .

Los planetas terrestres tienen una superficie planetaria sólida , lo que los diferencia sustancialmente de los planetas gaseosos más grandes , que están compuestos principalmente de alguna combinación de hidrógeno , helio y agua que existen en varios estados físicos .

Estructura

Todos los planetas terrestres del Sistema Solar tienen la misma estructura básica, como un núcleo metálico central (principalmente hierro ) rodeado por un manto de silicatos .

El asteroide rocoso grande 4 Vesta tiene una estructura similar; posiblemente también la tenga el más pequeño 21 Lutetia . [ 4 ] Otro asteroide rocoso, 2 Pallas, tiene aproximadamente el mismo tamaño que Vesta, pero es significativamente menos denso; parece que nunca se ha diferenciado un núcleo y un manto. La Luna de la Tierra y la luna Io de Júpiter tienen estructuras similares a las de los planetas terrestres, pero la Luna de la Tierra tiene un núcleo de hierro mucho más pequeño. Otra luna joviana, Europa, tiene una densidad similar pero tiene una capa de hielo significativa en la superficie: por esta razón, a veces se la considera un planeta helado .

Los planetas terrestres pueden tener estructuras superficiales como cañones , cráteres , montañas , volcanes y otras, dependiendo de la presencia en un momento dado de un líquido erosivo o actividad tectónica , o ambas.

Los planetas terrestres tienen atmósferas secundarias , generadas por la desgasificación volcánica o por los restos del impacto de cometas. Esto contrasta con los planetas gigantes exteriores , cuyas atmósferas son primarias; las atmósferas primarias fueron capturadas directamente de la nebulosa solar original . [ 5 ]

Planetas terrestres dentro del Sistema Solar

Masas relativas de los planetas terrestres del Sistema Solar y de la Luna (que se muestra aquí como Luna).
Los planetas interiores (tamaños a escala). De izquierda a derecha: Tierra, Marte, Venus y Mercurio.

El Sistema Solar cuenta con cuatro planetas terrestres según la definición dinámica: Mercurio , Venus , la Tierra y Marte . La Luna de la Tierra, así como las lunas de Júpiter, Ío y Europa, también se considerarían planetas terrestres desde el punto de vista geofísico, al igual que posiblemente los grandes protoplanetas-asteroides Palas y Vesta (aunque estos últimos son casos límite). Entre estos cuerpos, solo la Tierra posee una hidrosfera superficial activa . Se cree que Europa tiene una hidrosfera activa bajo su capa de hielo.

Durante la formación del Sistema Solar, existieron numerosos planetesimales terrestres y protoplanetas , pero la mayoría se fusionaron con los cuatro planetas terrestres o fueron expulsados ​​por ellos, dejando solo a Pallas y Vesta más o menos intactas. Es probable que ambas fueran planetas enanos en el pasado, pero los impactos las deformaron, alterando sus formas de equilibrio. Algunos otros protoplanetas comenzaron a acumular materia y diferenciarse, pero sufrieron colisiones catastróficas que dejaron solo un núcleo metálico o rocoso, como 16 Psyche [ 4 ] u 8 Flora, respectivamente. [ 6 ] Muchos asteroides de tipo S [ 6 ] y de tipo M podrían ser fragmentos de este tipo. [ 7 ]

Los demás cuerpos redondos del cinturón de asteroides hacia afuera son planetas geofísicamente helados . Son similares a los planetas terrestres en que tienen una superficie sólida, pero están compuestos de hielo y roca en lugar de roca y metal. Entre ellos se encuentran los planetas enanos, como Ceres , Plutón y Eris , que hoy solo se encuentran en las regiones más allá de la línea de nieve de formación, donde el hielo de agua era estable bajo la luz solar directa en el Sistema Solar primitivo. También incluye las otras lunas redondas, que son de hielo y roca (por ejemplo, Ganímedes , Calisto , Titán y Tritón ) o incluso de hielo casi puro (al menos 99%) ( Tetis e Jápeto ). Se sabe que algunos de estos cuerpos tienen hidrosferas subsuperficiales (Ganímedes, Calisto, Encélado y Titán), como Europa, y también es posible que otros las tengan (por ejemplo, Ceres, Mimas , Dione , Miranda , Ariel , Tritón y Plutón). [ 8 ] [ 9 ] Titán incluso tiene cuerpos de líquido en su superficie, aunque metano líquido en lugar de agua. Ganímedes, de Júpiter, aunque helado, tiene un núcleo metálico como la Luna, Io, Europa y los planetas terrestres.

Se ha sugerido el nombre de mundo terrano para definir todos los mundos sólidos (cuerpos que adoptan una forma redondeada), independientemente de su composición. Por lo tanto, incluiría tanto planetas terrestres como helados. [ 10 ]

La densidad sin comprimir de un planeta terrestre es la densidad promedio que tendrían sus materiales a presión cero . Una mayor densidad sin comprimir indica un mayor contenido de metales. La densidad sin comprimir difiere de la densidad promedio real (también llamada densidad "a granel") porque la compresión dentro de los núcleos planetarios aumenta su densidad; la densidad promedio depende del tamaño del planeta, la distribución de la temperatura y la rigidez del material, así como de su composición.

Los cálculos para estimar la densidad sin comprimir requieren inherentemente un modelo de la estructura del planeta. Cuando se han utilizado módulos de aterrizaje o múltiples naves espaciales en órbita, estos modelos están limitados por datos sismológicos y también por datos de momento de inercia derivados de las órbitas de las naves espaciales. Cuando no se dispone de dichos datos, las incertidumbres son inevitablemente mayores. [ 11 ]

Las densidades no comprimidas de los cuerpos terrestres redondeados que orbitan directamente el Sol tienden a valores más bajos a medida que aumenta la distancia al Sol , lo que es consistente con el gradiente de temperatura que habría existido dentro de la nebulosa solar primordial. Los satélites galileanos muestran una tendencia similar al alejarse de Júpiter; sin embargo, no se observa tal tendencia para los satélites helados de Saturno o Urano. [ 12 ] Los mundos helados suelen tener densidades inferiores a 2 g·cm −3 . Eris es significativamente más denso (2,43 ± 0,05  g·cm −3 ), y pueden ser mayormente rocosos con algo de hielo superficial, como Europa. [ 2 ] Se desconoce si los planetas terrestres extrasolares en general seguirán tal tendencia.

Los datos de las tablas siguientes provienen principalmente de una lista de objetos del Sistema Solar con forma esférica debido a la gravedad y lunas de masa planetaria . Todas las distancias al Sol son valores promedio.

Planetas terrestres extrasolares

La mayoría de los planetas descubiertos fuera del Sistema Solar son planetas gigantes, porque son más fáciles de detectar. [ 14 ] [ 15 ] [ 16 ] Pero desde 2005, también se han encontrado cientos de planetas extrasolares potencialmente terrestres, y varios han sido confirmados como terrestres. La mayoría de estos son supertierras , es decir, planetas con masas entre la de la Tierra y la de Neptuno; las supertierras pueden ser planetas gaseosos o terrestres, dependiendo de su masa y otros parámetros.

A principios de la década de 1990, mediante la medición del tiempo del púlsar, se descubrieron los primeros planetas extrasolares orbitando el púlsar PSR B1257+12 , con masas de 0,02, 4,3 y 3,9 veces la de la Tierra .

Cuando se descubrió 51 Pegasi b , el primer planeta hallado alrededor de una estrella que aún se encuentra en proceso de fusión , muchos astrónomos asumieron que se trataba de un planeta terrestre gigantesco, porque se creía que ningún gigante gaseoso podía existir tan cerca de su estrella (0,052 UA) como lo hacía 51 Pegasi b, pero posteriormente se descubrió que era un gigante gaseoso.   

En 2005, se descubrieron los primeros planetas que orbitaban una estrella de la secuencia principal y que mostraban indicios de ser planetas terrestres: Gliese 876 d y OGLE-2005-BLG-390Lb . Gliese 876  d orbita la enana roja Gliese 876 , a 15 años luz de la Tierra, y tiene una masa entre siete y nueve  veces mayor que la de la Tierra y un período orbital de tan solo dos días terrestres. OGLE-2005-BLG-390Lb tiene aproximadamente 5,5  veces la masa de la Tierra y orbita una estrella a unos 21 000 años luz de distancia en la constelación de Escorpio.

Entre 2007 y 2010, se descubrieron tres (posiblemente cuatro) planetas terrestres potenciales orbitando dentro del sistema planetario Gliese 581. El más pequeño, Gliese 581e , tiene solo alrededor de 1,9 masas terrestres, [ 17 ] pero orbita muy cerca de la estrella. [ 18 ] Otros dos, Gliese 581c y el controvertido Gliese  581d , son supertierras más masivas que orbitan dentro o cerca de la zona habitable de la estrella, por lo que podrían ser potencialmente habitables, con temperaturas similares a las de la Tierra.

Otro planeta posiblemente terrestre, HD 85512 b , fue descubierto en 2011; tiene al menos 3,6 veces la masa de la Tierra. [ 19 ] Se desconocen el radio y la composición de todos estos planetas.

Tamaños de los candidatos a planetas de Kepler basados ​​en 2740 candidatos que orbitan 2036 estrellas al 4 de noviembre de 2013 ( NASA ).

El primer exoplaneta terrestre confirmado , Kepler-10b , fue descubierto en 2011 por el telescopio espacial Kepler , diseñado específicamente para descubrir planetas del tamaño de la Tierra alrededor de otras estrellas utilizando el método de tránsito . [ 20 ]

En ese mismo año, el equipo de la misión del telescopio espacial Kepler publicó una lista de 1235 candidatos a planetas extrasolares , incluyendo seis que son del tamaño de la Tierra o de supertierras (es decir, tienen un radio menor al doble del de la Tierra) [ 21 ] y en la zona habitable de su estrella. [ 22 ] Desde entonces, Kepler ha descubierto cientos de planetas que van desde el tamaño de la Luna hasta supertierras, con muchos más candidatos en este rango de tamaño (ver imagen).

En 2016, el modelado estadístico de la relación entre la masa y el radio de un planeta mediante una ley de potencia rota pareció sugerir que el punto de transición entre mundos rocosos y terrestres y mini-Neptunos sin una superficie definida estaba, de hecho, muy cerca del de la Tierra y Venus, lo que sugiere que los mundos rocosos mucho más grandes que el nuestro son, de hecho, bastante raros. [ 10 ] Esto llevó a algunos a abogar por el abandono del término "supertierra" por ser científicamente engañoso. [ 23 ] Desde 2016, el catálogo de exoplanetas conocidos ha aumentado significativamente y se han publicado varias mejoras del modelo masa-radio. A partir de 2024, el punto de transición esperado entre planetas rocosos y de masa intermedia se sitúa aproximadamente en 4,4 masas terrestres y aproximadamente 1,6 radios terrestres. [ 24 ]

En septiembre de 2020, astrónomos que utilizaban técnicas de microlente informaron de la detección , por primera vez, de un planeta errante de masa similar a la de la Tierra (denominado OGLE-2016-BLG-1928L ) sin estar ligado a ninguna estrella y que flotaba libremente en la galaxia Vía Láctea . [ 25 ] [ 26 ] [ 27 ]

Lista de exoplanetas terrestres

Los siguientes exoplanetas tienen una densidad de al menos5  g/cm³ y una masa inferior a la de Neptuno, por lo que es muy probable que sean terrestres:

Kepler-10b , Kepler-20b , Kepler-36b , Kepler-48d , Kepler- 68c , Kepler-78b , Kepler -89b , Kepler-93b , Kepler-97b , Kepler-99b , Kepler- 100b , Kepler-101c , Kepler-102b , Kepler-102d , Kepler-113b , Kepler-131b , Kepler-131c , Kepler-138c , Kepler-406b , Kepler-406c , Kepler-409b .

Frecuencia

En 2013, los astrónomos informaron, basándose en datos de la misión espacial Kepler , que podría haber hasta 40 mil millones de planetas del tamaño de la Tierra y supertierras orbitando en las zonas habitables de estrellas similares al Sol y enanas rojas dentro de la Vía Láctea . [ 28 ] [ 29 ] [ 30 ] Once mil millones de estos planetas estimados podrían estar orbitando estrellas similares al Sol. [ 31 ] El planeta más cercano de este tipo podría estar a 12 años luz de distancia, según los científicos. [ 28 ] [ 29 ] Sin embargo, esto no proporciona estimaciones para el número de planetas terrestres extrasolares, porque hay planetas tan pequeños como la Tierra que se ha demostrado que son planetas gaseosos (véase Kepler-138d ). [ 32 ]

Las estimaciones muestran que alrededor del 80% de los mundos potencialmente habitables están cubiertos de tierra, y alrededor del 20% son planetas oceánicos. Los planetas con proporciones más parecidas a las de la Tierra, que tenía un 30% de tierra y un 70% de océano, constituyen solo el 1% de estos mundos. [ 33 ]

Tipos

Representación artística de un planeta de carbono

Se han propuesto varias clasificaciones posibles para los planetas sólidos. [ 34 ]

Planeta de silicato
Un planeta sólido como Venus, la Tierra o Marte, compuesto principalmente de un manto rocoso a base de silicio con un núcleo metálico (de hierro).
Planeta de carbono (también llamado "planeta diamante")
Una clase teórica de planetas, compuestos por un núcleo metálico rodeado principalmente de minerales a base de carbono. Se les puede considerar un tipo de planeta terrestre si predomina el contenido metálico. El Sistema Solar no contiene planetas de carbono, pero sí asteroides carbonáceos , como Ceres e Hygiea . Se desconoce si Ceres tiene un núcleo rocoso o metálico. [ 35 ]
Planeta de hierro
Un tipo teórico de planeta sólido que consiste casi en su totalidad en hierro y, por lo tanto, tiene una mayor densidad y un radio menor que otros planetas sólidos de masa comparable. Mercurio en el Sistema Solar tiene un núcleo metálico equivalente al 60-70% de su masa planetaria, y a veces se le llama planeta de hierro, [ 36 ] aunque su superficie está hecha de silicatos y es pobre en hierro. Se cree que los planetas de hierro se forman en las regiones de alta temperatura cercanas a una estrella, como Mercurio, y si el disco protoplanetario es rico en hierro.
Planeta helado
Géiseres en erupción en Encélado
Un tipo de planeta sólido con una superficie helada de volátiles. En el Sistema Solar, la mayoría de las lunas de masa planetaria (como Titán, Tritón y Encélado) y muchos planetas enanos (como Plutón y Eris) tienen esta composición. Europa a veces se considera un planeta helado debido a su superficie de hielo, pero su mayor densidad indica que su interior es mayoritariamente rocoso. Estos planetas pueden tener océanos internos de agua salada y criovolcanes que erupcionan agua líquida (es decir, una hidrosfera interna, como Europa o Encélado); pueden tener una atmósfera e hidrosfera compuestas de metano o nitrógeno (como Titán). Es posible que tengan un núcleo metálico, como el de Ganímedes. [ 2 ]
Planeta sin núcleo
Un tipo teórico de planeta sólido compuesto de roca de silicato pero sin núcleo metálico, es decir, lo opuesto a un planeta de hierro. Aunque el Sistema Solar no contiene planetas sin núcleo, los asteroides y meteoritos condríticos son comunes en él. Ceres y Palas tienen composiciones minerales similares a las de los condritos carbonáceos, aunque Palas está significativamente menos hidratada. [ 37 ] Se cree que los planetas sin núcleo se forman más lejos de la estrella, donde abunda el material volátil oxidante.

Véase también

Referencias

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