Las enanas blancas son restos densos y quemados de estrellas normales. Debido a su fuerte atracción gravitacional, las atmósferas superficiales de estos objetos antiguos deberían estar compuestas casi por completo de los elementos más ligeros del universo; hidrógeno y helio. Sin embargo, algunas enanas blancas tienen atmósferas contaminadas por elementos más pesados, como magnesio, hierro y oxígeno, introducidos por exoplanetas rocosos y asteroides que se estrellaron contra esas estrellas.

Las observaciones espectroscópicas de seis enanas blancas contaminadas con elementos pesados permitieron a un equipo de astrónomos de la Universidad de California, Los Ángeles y el MIT, medir los elementos constitutivos de estas rocas extrasolares y determinar la abundancia de hierro oxidado dentro de las rocas. Los investigadores descubrieron que los cuerpos rocosos que una vez orbitaron a estas enanas blancas eran similares a la Tierra y Marte a nivel geofísico y geoquímico.

El estudio

“Al observar a las enanas blancas y a los elementos presentes en su atmósfera, estamos observando los elementos que están presentes en el objeto que orbitaba a la enana blanca”, dijo Alexandra Doyle, una estudiante graduada del Departamento de Ciencias de la Tierra, Planetarias y Espaciales en la Universidad de California, Los Ángeles.

“El gran tirón gravitacional de la enana blanca tritura el asteroide o el fragmento del planeta que la está orbitando, y el material cae sobre la enana blanca”.

Doyle y sus colegas analizaron datos de seis enanas blancas: SDSS J104341.53 + 085558.2, SDSS J122859.92 + 104033.0, SBSS 1536 + 520, GD 40, SDSS J073842.56 + 183509.6 y LBQS 1145 + 0145.

“Si tuviera que mirar una estrella enana blanca, esperaría ver hidrógeno y helio”, dijo Doyle.

“Pero en estos datos, también veo otros materiales, como silicio, magnesio, carbono y oxígeno; material que se acumulaba en las enanas blancas, pero que proviene de los cuerpos que las orbitaban”.

“Cuando el hierro se oxida, comparte sus electrones con el oxígeno, formando un enlace químico entre ellos”, agregó el profesor Edward Young de la Universidad de California en Los Ángeles.

“Esto se llama oxidación, y se puede ver cuando el metal se convierte en óxido. El oxígeno roba electrones del hierro, produciendo óxido de hierro en lugar de metal de hierro. Medimos la cantidad de hierro que se oxidó en estas rocas que golpearon a la enana blanca. Básicamente, estudiamos cuánto se oxida el metal”.

“Las rocas de la Tierra, Marte y otros lugares de nuestro Sistema Solar son similares en su composición química y contienen un nivel sorprendentemente alto de hierro oxidado”.

“Medimos la cantidad de hierro que se oxidó en estas rocas que golpearon a la enana blanca”.

El Sol está hecho principalmente de hidrógeno, lo cual hace algo completamente opuesto a la oxidación: el hidrógeno agrega electrones.

La oxidación de un planeta rocoso tiene un efecto significativo en su atmósfera, su núcleo y el tipo de rocas que produce en su superficie.

Toda la química que ocurre en la superficie de la Tierra puede rastrearse hasta el estado de oxidación del planeta. Es decir, el hecho de que tengamos océanos y todos los ingredientes necesarios para la vida se remonta al estado de oxidacion de nuestro planeta, oxidado como está. Las rocas controlan la química. La química es la base de toda la biología. Todos los organismos son biología en movimiento.

Hasta ahora, los científicos no sabían en detalle si la química de los exoplanetas rocosos es similar o diferente a la química de la Tierra.

“¿Qué tan similares son las rocas que los investigadores analizaron a las rocas de la Tierra y Marte? Muy similar”, dijo Doyle.

“Son similares a la Tierra y a Marte en términos de su hierro oxidado. Estamos descubriendo que las rocas, son rocas en todas partes, con geofísica y geoquímica muy similares”.

Crédito de la imagen: Mark Garlick.

Referencia del documento científico:
Alexandra E. Doyle et al. 2019. Fugacidades de oxígeno de rocas extrasolares: evidencia de una geoquímica de exoplanetas similar a la Tierra. Science, Vol. 366, número 6463, pp. 356-359; doi: 10.1126 / science.aax3901