Construïm la Catalunya independent

 


  Al voltant de l’estel GJ1214 sabem que hi gira un planeta molt aprop d’ell, tan proper que orbita amb un període de només 1.58 dies. Tal com explicava en aquest apunt anterior, hem mesurat la massa i el radi d’aquest planeta, i sabem que és més gran que la Terra però més petit que els planetes gegants del Sistema Solar que posseeixen atmosferes molt massives d’hidrogen: Júpiter, Saturn, Urà i Neptú. Aquests planetes gegants no tenen una superfície on pogués posar-s’hi una astronau: si penetréssim cap a l’interior de les seves atmosferes, qualsevol aparell quedaria esclafat i desfet per la immensa pressió i temperatura que es trobaria abans d’arribar a una superfície de plasma d’hidrogen.

  Actualment s’estan trobant molts planetes de tamany intermig, i no sabem si són més semblants a la Terra, de composició rocosa i amb una superfície sòlida rodejada d’una atmosfera prima i poc massiva, o bé són com els planetes gegants, amb una gran part de la seva massa en forma d’hidrogen. En el planeta GJ1214b en concret, la seva baixa densitat ens diu que no pot ser de composició terrestre: ha de tenir una atmosfera d’hidrogen o bé està compost majorment d’aigua i altres elements llegers. Recentment s’ha pogut fer una observació que ens permet aprendre quelcom més: durant el trànsit del planeta per davant de la seva estrella, mentre oculta part de la llum estel·lar, hi ha una petita part d’aquesta llum que es filtra a través de l’atmosfera del planeta i pot mostrar-nos senyals d’absorció per part dels gasos que componen l’atmosfera.

 Els senyals d’absorció s’haurien de veure en l’espectre de la llum de l’estrella durant el trànsit. I aquest espectre és el que es mostra en la imatge d’aquest apunt: si l’atmosfera fos d’hidrogen, podem calcular que s’haurien de veure les línies espectrals que mostra la línia groga; i si hi hagués només un 30% d’hidrogen i la resta fos vapor d’aigua, hauríem d’observar un espectre com el de la línia verda. Els punts amb barres d’error són les observacions que s’han fet des dels telescopis de l’Observatori Austral Europeu a Xile, un dels observatoris més potents del món actualment.

  El que s’ha deduït és que les observacions no mostren les línies d’hidrogen esperades. La part de la llum de l’estrella que es filtra a través d’un estret anell que rodeja el planeta en el que l’atmosfera pot produir aquesta absorció és ínfimament petita, però la precisió de l’observació de l’espectre és prou gran per detectar aquest senyal tan petit. I en aquest cas, l’absència de cap línia clara d’absorció és el que ens informa de que aquest planeta no té una atmosfera d’hidrogen que pugui travessar la llum.

 Els models que s’han calculat d’aquest planeta donen dues possibilitats: o bé l’atmosfera planetària conté alguns núvols alts que tapen la llum estel·lar i impedeixen que puguem veure llum filtrada a través de l’atmosfera, o bé l’atmosfera no és d’hidrogen. Encara que no es coneix cap compost químic que pugui formar gotetes líquides per formar núvols opacs a les altes temperatures de l’atmosfera d’aquest planeta (que han de ser d’uns 500 graus centígrads, degut a la proximitat del planeta al seu estel), podrien existir aquests núvols formats per algun compost de propietats desconegudes. L’alternativa, però, seria probablement una atmosfera de vapor d’aigua, perquè l’aigua seria probablement la molècula més abundant per formar una atmosfera si no hi hagués hidrogen. El model de l’atmosfera de vapor d’aigua és la línia blava, que s’ajusta bé a l’observació.

  Això, però, és només el que suggereixen els models actuals de formació de planetes. La simple absència d’altres senyals d’absorció de l’atmosfera planetària en l’espectre observat no pot pas confirmar que tenim una atmosfera de vapor d’aigua: caldria alguna detecció en positiu de la presència de l’aigua, i hi haurien altres possibilitats per la composició de l’atmosfera que podrien també ajustar-se a les observacions que tenim. Si alguna cosa sabem del cert és que la ciència sempre ens dóna sorpreses. I potser, si poguéssim mesurar més directament de què està feta l’atmosfera de GJ1214b, ens enduríem alguna sorpresa majúscula.

 Però en ciència ens agrada també fer volar la imaginació: podrien haver-hi molts planetes que no han pogut atreure gas d’hidrogen però han acumulat una quantitat d’aigua molt més gran que la Terra, i tindrien un oceà molt més profund que ocuparia la totalitat de la superfície, amb una atmosfera de vapor d’aigua de gran massa. Els planetes d’aigua d’aquest tipus que estiguessin molt propers a la seva estrella, i per tant molt calents, tindrien una atmosfera de vapor extremament densa, ja que el vapor no es condensaria en líquid fins a una pressió molt elevada.

  El cas del planeta GJ1214b és un bon preludi de com avançarà la ciència dels exoplanetes al llarg del segle XXI: tindrem moltes noves observacions de planetes en altres estrelles, i aprendrem molt sobre ells amb aquestes observacions tan remotes que fem des del nostre Sistema Solar, però trigarem encara molts segles en poder enviar una astronau a una altre sistema planetari per poder investigar sobre el terreny.