Analizar las precipitaciones en otros planetas ayuda a los científicos a comprender la atmósfera de mundos similares a la Tierra. Las lluvias no solo permiten evaluar su posible habitabilidad, también nos explican sus orígenes.
Si bien el cambio climático afecta a todo el planeta, su principal consecuencia es que vuelve más extremos y persistentes los eventos climáticos: las olas de calor traen mayores temperatura y son más prolongadas. Lo mismo sucede con las inundaciones, las nevadas, los incendios… Aunque aquí en la Tierra tenemos una ventaja: por más aterradores que sean estos cambios sabemos que todo lo que cae de la atmósfera es agua. Sucia, líquida, sólida o limpia, pero agua. Y eso se debe a que, por ahora, nuestro planeta es el único con agua líquida en la superficie. Eso es precisamente lo que hace que solo llueva agua en nuestro mundo.
Pero, y citando a un personaje popular de ficción como es Forrest Gump, “hemos pasado por todo tipo de lluvias, pequeñas gotas punzantes y otras de gotas gordas; lluvias que llegaban desde los lados, o que a veces parecían venir directamente desde abajo, e incluso ha llovido por la noche”.
Aquello que maravillaba a Forrest Gump también asombra a los astrónomos que estudian la lluvia en otros planetas en los que nunca llueve agua. Por ejemplo, en Urano y Neptuno, las precipitaciones serían de diamantes.
Debido a los altos niveles de carbono que contiene, el planeta 55 Cancri E presenta un manto que puede ser principalmente de diamantes.
De acuerdo con lo que comentaba la astrofísica Naomi Rowe-Gurney en un podcast de la NASA, en estos planetas hay metano y “esa es la razón por la cual estos son azules”. El metano tiene carbono y ese carbono puede ser aplastado por las inmensas presiones que existen en sus atmósferas.
En palabras de Rowe-Gurney, “cuando hace mucho calor y la atmósfera es muy densa, la presión y las altas temperaturas forman diamantes que se acumulan, se vuelven aún más pesados y llueven; desafortunadamente no podemos ir a recogerlos”.
Ilustración del interior de 55 Cancri e, un planeta extremadamente caliente con una superficie mayormente de grafito que rodea una gruesa capa de diamante./ Haven Giguere/Yale
Esta no es una característica exclusiva de nuestro Sistema Solar: un estudio publicado por expertos de la Universidad de Yale descubrió que un planeta llamado 55 Cancri E tiene un manto que puede ser principalmente de diamantes. Eso se debe a que su composición contiene altos niveles de carbono que, a las temperaturas y presiones esperadas, se comprimirían en diamantes.
Si no podemos ‘desayunar con diamantes’ podemos ir a otro extremo y merendar con ácido sulfúrico en Venus. Su atmósfera está llena de nubes de ácido sulfúrico pero, debido a que la superficie del planeta se mantiene a una agradable temperatura de 480 ºC, la lluvia solo se acerca a 25 kilómetros de la superficie antes de convertirse en gas.
Este fenómeno ha dado importante información a los científicos sobre Venus, puesto que las gotas de ácido sulfúrico pueden tener una gran carga eléctrica. “Además de toda la presión y el calor, podemos confirmar que hay relámpagos en Venus, tal vez incluso haya más actividad de la que hay aquí en la Tierra. No es un muy buen lugar para ir de vacaciones, eso es seguro”, señalaba Christopher Russell, en un comunicado emitido en tanto responsable de la misión Dawn de la NASA.
Los rayos en Venus, así como en cualquier otro planeta, son un descubrimiento importante porque las descargas eléctricas pueden contribuir a los cambios químicos de una atmósfera planetaria al romper las moléculas en fragmentos que luego pueden unirse con otros de formas inesperadas.
Lagos de metano
¿Ni diamantes ni ácido sulfúrico resultan lo suficientemente sorprendentes? Pues volvamos al metano, uno de los gases más frecuentemente citados en el apartado de cambio climático y cuya procedencia principal son las flatulencias de vacunos, al menos en la Tierra.
En Titán hay tormentas heladas de metano. Así como nuestro mundo tiene un ciclo de agua, la luna más grande de Saturno tiene un ciclo de metano. Este se encuentra en su forma líquida debido a las temperaturas extremadamente frías (-179 ºC) y forma lagos de metano que, cuando se evapora, asciende formando nubes que más tarde vuelven a descargarse en los lagos, dando continuidad al ciclo. Este, extrañamente, se origina en los volcanes.
Así lo explicaba Gabriel Tobie, científico planetario de la Universidad de Nantes, en declaraciones a la Agencia Espacial Europea (ESA): “Según nuestro modelo, la liberación de metano está inducida por anomalías térmicas dentro de la corteza helada, que se generan por cristalización en el océano interno. Partes de la corteza podrían calentarse de vez en cuando por la actividad criovolcánica de Titán, lo que hace que libere su metano a la atmósfera”.
Estos estallidos “podrían producir flujos temporales de metano líquido en la superficie, lo que explica las características similares a las de un río que se ven en la superficie de Titán”, acotaba.
En HAT-P-7b, la temperatura superficial es de 2 000 ºC, lo suficientemente alta como para formar nubes hechas de átomos de hierro, por lo que su lluvia sería metálica
Muy cerca de allí, al menos en términos astronómicos, hay lluvias que, si no te dejan mudo, al menos te harán hablar muy extraño: se trata de precipitaciones de helio en Saturno y Júpiter, las que fueron pronosticadas ya 40 años atrás.
En 1977, D.J. Sttevenson, profesor de la Universidad de Cornell, señaló que los planetas compuestos principalmente por hidrógeno y helio, como Júpiter y Saturno, tenían las condiciones precisas para generar lluvias de helio.
Sin embargo, en aquellos tiempos no existía la tecnología para demostrarlo, hasta que, en 2021, un equipo liderado por el científico del Laboratorio Lawrence Livermore, Marius Millot, confirmó la hipótesis.
“Descubrimos que la lluvia de helio es real y que puede ocurrir tanto en Júpiter como en Saturno —sostenía Millot—, y esto es importante para ayudar a los científicos planetarios a descifrar cómo se formaron y evolucionaron estos planetas, lo cual es fundamental para comprender cómo se formó el Sistema Solar”.
El experto del Laboratorio Lawrence Livermore exponía: “Nuestros experimentos revelan evidencia experimental para una predicción de larga data; hay un rango de presiones y temperaturas en las que esta mezcla se vuelve inestable. Esta transición ocurre en condiciones de presión y temperatura cercanas a las necesarias para transformar el hidrógeno en un fluido metálico, lo que desencadena la separación y la posterior lluvia de helio”.
Ilustración del Planeta vidrio: su atmósfera está por encima de los 1 000 grados centígrados y la registran vientos de 7.000 kilómetros por hora. / NASA, ESA, M. Kornmesser
Esto ha sido suficiente en cuanto a nuestro Sistema Solar. A 63 años luz de distancia se encuentra HD 189733b un planeta cuyo nombre se corresponde con sus características, ya que es muy extraño. Con una masa un 13 % mayor que la de Júpiter, HD 189733 b orbita su estrella anfitriona una vez cada 2,2 días, lo que lo convierte en el llamado Júpiter Caliente.
Se trata de planetas extrasolares cuyas características son similares a las de Júpiter, pero que tienen altas temperaturas superficiales, porque orbitan muy cerca de su estrella.
En 2008, un equipo liderado por el astrofísico de la Universidad de Exeter, Frederic Pont, detectó y analizó por primera vez la luz visible del planeta, la primera vez que se conseguía esto en un planeta extrasolar. Lo que descubrieron fue que el planeta es principalmente azul pero no debido a un océano sino a una atmósfera turbulenta compuesta por partículas de silicato, el principal ingrediente del vidrio.
Esto significa que en HD 189733 b llueve silicato o vidrio si así lo queremos. Pero no se trata de una lluvia ligera de primavera: el planeta tiene vientos que alcanzan los 7 000 km/h y una temperatura estimada de más de 1 000 º C. La lluvia de vidrio, para deleite de Forrest Gump, llegaría de los lados como si fuesen cuchillas lanzadas a miles de km/h.
A partir del uso de instrumentos como el telescopio James Webb, tendremos la capacidad de detectar espectros realmente finos de atmósferas exoplanetarias, incluidas aquellas que son bastante más frías que las que normalmente caracterizamos
Kaitlyn Loftus, física de Harvard
Según relataba Pont en una entrevista a Space.com, “uno de los objetivos a largo plazo del estudio de los planetas extrasolares es medir la atmósfera de un planeta similar a la Tierra”. Indica el científico que “HD189733b es el primer planeta extrasolar para el que estamos elaborando una idea completa de cómo se ve realmente. Y allí llueve vidrio, de lado, con vientos aulladores de 7.000 kilómetros por hora”.
Nubes de aluminio
Otro planeta para hacerse rico (en el caso de que pudiéramos llegar a él) es HAT-P-7b y se encuentra a más de 1 100 años luz. Lo interesante es que sus condiciones atmosféricas y químicas hacen que sus nubes estén compuestas por una forma cristalina de óxido de aluminio, también conocido como corindón: el mineral del que se forman los rubíes y los zafiros.
Los veloces vientos que recorren su atmósfera hacen que la lluvia caiga en forma de piedras preciosas, según el equipo responsable del hallazgo, liderado por David Armstrong, astrofísico de la Universidad de Warwick.
Comparativa del tamaño de las gotas de lluvia en diferentes planetas del sistema solar. / AGU
Finalmente, tenemos a OGLE-TR-56b. Fue descubierto en 2003 por un equipo de astrónomos del Centro de Astrofísica Harvard-Smithsonian, en Cambridge. Se trata de uno de los exoplanetas más lejanos descubiertos hasta la fecha: 13 000 años luz nos separan de él, diez veces más que de HAT-P-7b.
Este planeta también es un Júpiter caliente, con una temperatura superficial estimada de 2 000 ºC, suficientemente alta como para formar nubes hechas de átomos de hierro. De modo que allí la lluvia sería metálica.
¿Cómo llueve?
Con todo, los científicos no solo se centran en qué llueve a la hora de analizar un planeta, también en el cómo. Por ejemplo, en Saturno las gotas serían de un tamaño muy similar a las de la Tierra y, debido a la composición de su atmósfera y a su gravedad, caerían a una velocidad similar que aquí. En Marte serían más lentas, pero casi dos veces más grandes, mientras que en Titán, el tamaño se triplicaría.
La responsable de analizar este tipo de detalles, Kaitlyn Loftus, física planetaria de Harvard, aseveraba en un estudio que “hay una gama bastante pequeña de tamaños estables que pueden tener estas gotas de lluvia de diferente composición; todas están fundamentalmente limitadas a contar con aproximadamente el mismo tamaño máximo”.
A partir del uso de instrumentos como el telescopio espacial James Webb, destacaba Loftus, “tendremos la capacidad de detectar espectros realmente finos de atmósferas exoplanetarias, incluidas aquellas que son bastante más frías que las que normalmente podemos caracterizar, en las que se producirán nubes y lluvia. Por lo tanto, este tipo de herramientas, a medida que se desarrollen, serán muy útiles e importantes para interpretar esos espectros”. Y, con ello, realizar el pronóstico de lluvia más extraño del universo.
Fuente: SINC – Derechos: Creative Commons
