Planetas más pequeños que Neptuno pero más grandes que la Tierra, con atmósferas saturadas de vapor de agua debido a temperaturas extremas, intrigan a los astrónomos.
Los científicos han diseñado un modelo mejorado para estudiar estos mundos denominados "de vapor". Estos planetas, aunque inhabitables, ofrecen pistas valiosas sobre la formación de exoplanetas. Su composición rica en agua bajo estados exóticos requiere simulaciones avanzadas. Este enfoque permite comprender mejor los mecanismos planetarios.
Los planetas sub-Neptuno son los más comunes fuera de nuestro Sistema Solar. Su proximidad a su estrella impide que el agua permanezca líquida en la superficie: el agua existe allí en forma de vapor o estados supercríticos, ni completamente líquida ni gaseosa. Estas condiciones hacen que su estudio no sea evidente pero esencial para la planetología.
El telescopio espacial James Webb confirmó la existencia de estas atmósferas vaporosas en 2024. El descubrimiento de GJ 9827 d, un planeta dos veces más grande que la Tierra, marcó un punto de inflexión. Desde entonces, se han identificado varios otros sub-Neptunos con firmas de vapor de agua, lo que ha acelerado el desarrollo de modelos adaptados.
Los modelos anteriores se inspiraban en lunas heladas como Europa o Encélado. Sin embargo, los sub-Neptunos son mucho más masivos y calientes: su agua puede alcanzar estados supercríticos o incluso hielo superiónico. Estos fenómenos son difíciles de reproducir en laboratorio en la Tierra, de ahí la importancia de las simulaciones.
La corteza helada de Europa, luna de Júpiter, no sirve como buen modelo para los planetas de vapor. Crédito: NASA
El nuevo modelo integra la evolución de estos planetas durante miles de millones de años, no se limita a una imagen instantánea sino que considera los cambios temporales. Esta dinámica ayuda a predecir cómo se transforman las propiedades atmosféricas e internas.
¿Qué es el agua supercrítica?
El agua supercrítica es un estado particular de la materia que se forma a alta temperatura y presión. Posee propiedades tanto líquidas como gaseosas, lo que la hace difícil de estudiar. Este estado existe naturalmente en las profundidades de ciertos planetas. En la Tierra, podemos crearlo en laboratorio con equipos especiales. Sin embargo, las condiciones extremas de las exoplanetas a menudo superan nuestras capacidades experimentales.
En los mundos de vapor, el agua supercrítica influye en la dinámica atmosférica. Puede transportar el calor y los materiales de manera única. Las investigaciones sobre este estado podrían tener aplicaciones inesperadas en la Tierra. Por ejemplo, en el desarrollo de nuevas tecnologías energéticas o ambientales.