Planeta terrestre
Planeta que está compuesto principalmente de rocas de silicato o metales.
Los cuatro planetas terrestres del Sistema Solar :No se muestra a escala

Un planeta terrestre , planeta telúrico o planeta rocoso , es un planeta que está compuesto principalmente de silicato , rocas o metales . Dentro del Sistema Solar , los planetas terrestres aceptados por la IAU son los planetas interiores más cercanos al Sol : Mercurio , Venus , 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 , Ío 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" se 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 generalmente son estudiados por geólogos , astrónomos y geofísicos .

Los planetas terrestres tienen una superficie planetaria sólida , lo que los hace sustancialmente diferentes 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 ) con un manto de silicato circundante .

El gran asteroide rocoso 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 ha diferenciado un núcleo y un manto. La Luna de la Tierra y la luna de Júpiter, Ío, tienen estructuras similares a 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 importante capa de hielo 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 otros, dependiendo de la presencia en cualquier momento de un líquido erosivo o actividad tectónica o ambos.

Los planetas terrestres tienen atmósferas secundarias , generadas por desgasificación volcánica o por restos de impactos 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 la Luna (mostrada aquí como Luna)
Los planetas interiores (tamaños a escala). De izquierda a derecha: Tierra, Marte, Venus y Mercurio.

El Sistema Solar tiene 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 contarían geofísicamente, así como quizás los grandes protoplanetas-asteroides Pallas y Vesta (aunque estos son casos límite). Entre estos cuerpos, solo la Tierra tiene una hidrosfera superficial activa . Se cree que Europa tiene una hidrosfera activa debajo de su capa de hielo.

Durante la formación del Sistema Solar, hubo muchos planetesimales y protoplanetas terrestres , pero la mayoría se fusionaron con los cuatro planetas terrestres o fueron expulsados ​​por ellos, dejando solo a Pallas y Vesta para sobrevivir más o menos intactos. Es probable que estos dos fueran planetas enanos en el pasado, pero han sido golpeados fuera de su forma de equilibrio por impactos. Algunos otros protoplanetas comenzaron a acumularse 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 tipo M pueden ser fragmentos de este tipo. [7]

Los otros 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. Estos incluyen los planetas enanos, como Ceres , Plutón y Eris , que se encuentran hoy solo 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 hielo-roca (por ejemplo, Ganimedes , Calisto , Titán y Tritón ) o incluso hielo casi puro (al menos 99%) ( Tetis y Jápeto ). Se sabe que algunos de estos cuerpos tienen hidrosferas subsuperficiales (Ganimedes, Calisto, Encélado y Titán), como Europa, y también es posible que haya otros (por ejemplo, Ceres, Mimas , Dione , Miranda , Ariel , Tritón y Plutón). [8] [9] Titán incluso tiene cuerpos superficiales de líquido, aunque se trata de metano líquido en lugar de agua. Ganimedes, en Júpiter, aunque helado, tiene un núcleo metálico como la Luna, Ío, Europa y los planetas terrestres.

Se ha propuesto el nombre de mundo terrestre para definir todos los mundos sólidos (cuerpos que adoptan una forma redondeada), sin tener en cuenta su composición. Por lo tanto, incluiría tanto planetas terrestres como helados. [10]

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

Los cálculos para estimar la densidad sin comprimir requieren inherentemente un modelo de la estructura del planeta. En los casos en que se han utilizado módulos de aterrizaje o naves espaciales en órbita, estos modelos están limitados por datos sismológicos y también por datos del 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 alrededor del Sol tienden a valores más bajos a medida que aumenta la distancia al Sol , en consonancia con el gradiente de temperatura que habría existido dentro de la nebulosa solar primordial. Los satélites galileanos muestran una tendencia similar que se aleja de Júpiter; sin embargo, no se observa tal tendencia en 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 puede ser mayoritariamente rocoso con algo de hielo en la superficie, como Europa. [2] Se desconoce si los planetas terrestres extrasolares en general seguirán esa tendencia.

Los datos de las tablas que aparecen a continuación se han extraído principalmente de una lista de objetos del Sistema Solar con masa planetaria y redondeados gravitacionalmente . Todas las distancias al Sol son promedios.

Planetas terrestres extrasolares

La mayoría de los planetas descubiertos fuera del Sistema Solar son planetas gigantes, porque son más fácilmente detectables. [14] [15] [16] Pero desde 2005, también se han encontrado cientos de planetas extrasolares potencialmente terrestres, y varios de ellos se han confirmado 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, 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, según el cronometraje del púlsar .

Cuando se descubrió 51 Pegasi b , el primer planeta encontrado alrededor de una estrella que todavía estaba en proceso de fusión , muchos astrónomos asumieron que se trataba de un gigantesco planeta terrestre, [ cita requerida ] porque se suponía que no podía existir ningún gigante gaseoso tan cerca de su estrella (0,052 UA) como 51 Pegasi b. Más tarde se descubrió que era un gigante gaseoso.

En 2005 se encontraron los primeros planetas orbitando una estrella de la secuencia principal y que mostraban signos 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 de siete a nueve veces la de la Tierra y un período orbital de solo dos días terrestres. OGLE-2005-BLG-390Lb tiene alrededor de 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. De 2007 a 2010 se encontraron tres (posiblemente cuatro) potenciales planetas terrestres orbitando dentro del sistema planetario Gliese 581 . La más pequeña, Gliese 581e , tiene solo alrededor de 1,9 masas terrestres, [17] pero orbita muy cerca de la estrella. [18] Otras dos, Gliese 581c y la disputada Gliese 581d , son supertierras más masivas que orbitan en o cerca de la zona habitable de la estrella, por lo que potencialmente podrían ser habitables, con temperaturas similares a las de la Tierra.

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

Tamaños de los candidatos a planetas según Kepler basados ​​en 2.740 candidatos que orbitan alrededor de 2.036 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]

Ese mismo año, el equipo de la misión del telescopio espacial Kepler publicó una lista de 1235 candidatos a planetas extrasolares , incluidos seis que son "del tamaño de la Tierra" o "del tamaño de una súper-Tierra" (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 súper-Tierras, con muchos más candidatos en este rango de tamaño (ver imagen).

En 2016, un modelo estadístico de la relación entre la masa y el radio de un planeta utilizando una ley de potencia rota pareció sugerir que el punto de transición entre los mundos rocosos y terrestres y los mini-Neptunos sin una superficie definida estaba de hecho muy cerca 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 dio lugar a que algunos abogaran por el retiro del término "supertierra" por ser científicamente engañoso. [23] Desde 2016, el catálogo de exoplanetas conocidos ha aumentado significativamente, y se han publicado varios refinamientos del modelo masa-radio. A partir de 2024, el punto de transición esperado entre planetas rocosos y de masa intermedia se encuentra aproximadamente en 4,4 masas terrestres y aproximadamente 1,6 radios terrestres. [24]

En septiembre de 2020, los astrónomos que utilizan técnicas de microlente informaron la detección , por primera vez, de un planeta rebelde con masa similar a la de la Tierra (llamado OGLE-2016-BLG-1928 ) no limitado por ninguna estrella y que flota libremente en la Vía Láctea . [25] [26] [27]

Lista de exoplanetas terrestres

Los siguientes exoplanetas tienen una densidad de al menos 5 g/cm 3 y una masa inferior a la de Neptuno y, por lo tanto, 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 los datos de la misión espacial Kepler , que podría haber hasta 40 mil millones de planetas del tamaño de la Tierra y súper-Tierras 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 pueden estar orbitando estrellas similares al Sol. [31] El planeta más cercano puede estar a 12 años luz de distancia, según los científicos. [28] [29] Sin embargo, esto no da estimaciones para el número de planetas terrestres extrasolares, porque hay planetas tan pequeños como la Tierra que se ha demostrado que son planetas gaseosos (ver Kepler-138d ). [32]

Se estima que aproximadamente el 80% de los mundos potencialmente habitables están cubiertos de tierra y aproximadamente el 20% son planetas oceánicos. Los planetas con proporciones más parecidas a las de la Tierra, que era 30% tierra y 70% océano, solo representan el 1% de estos mundos. [33]

Tipos

Impresión 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 de silicio con un núcleo metálico (hierro).
Planeta de carbono (también llamado "planeta diamante")
Una clase teórica de planetas, compuesta por un núcleo metálico rodeado principalmente de minerales basados ​​en carbono. Pueden considerarse un tipo de planeta terrestre si el contenido de metales predomina. El Sistema Solar no contiene planetas carbonados, 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 lo denomina 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 sustancias 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 una composición similar. Europa a veces se considera un planeta helado debido al hielo de su superficie, pero su mayor densidad indica que su interior es principalmente 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 hechas de metano o nitrógeno (como Titán). Es posible que tengan un núcleo metálico, como el que existe en Ganímedes. [2]
Planeta sin núcleo
Un tipo teórico de planeta sólido que consiste en roca de silicato pero no tiene núcleo metálico, es decir, lo opuesto a un planeta de hierro. Aunque el Sistema Solar no contiene planetas sin núcleo, los asteroides y meteoritos condriticos son comunes en el Sistema Solar. Ceres y Pallas tienen composiciones minerales similares a las condritas carbonosas, aunque Pallas está significativamente menos hidratado. [37] Se cree que los planetas sin núcleo se forman más lejos de la estrella, donde el material oxidante volátil es más común.

Véase también

Referencias

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