Supertierra: qué es, masa y características de estos planetas

Supertierra es el nombre que reciben ciertos planetas extrasolares cuya masa es mayor que la de la Tierra pero significativamente menor que la de los denominados gigantes de hielo del Sistema Solar, Urano y Neptuno (que tienen unas 15 y 17 veces la masa de la Tierra, respectivamente). El término se refiere únicamente a la masa del planeta y no implica por sí mismo nada sobre las condiciones de la superficie, la composición o la habitabilidad.

Masa y tamaño

No existe una definición estricta y universal, pero con frecuencia se considera supertierra a un planeta con una masa entre aproximadamente 1 y 10 veces la masa terrestre. Por encima de ese rango comienzan a entrar los planetas tipo Neptuno. El radio de una supertierra puede variar: algunos son rocosos y están cerca del tamaño terrestre, mientras que otros tienen envolturas gaseosas y radios mayores.

Estudios observacionales sugieren un punto de transición en el radio alrededor de ~1,5–1,6 veces el radio de la Tierra: por debajo de ese valor los planetas tienden a ser principalmente rocosos; por encima, es frecuente que posean envolturas ricas en volátiles o gas ligero (mini-Neptunos).

Composición y tipos

Las supertierras pueden presentar distintas composiciones:

• Rocosas: núcleos de roca y metal similares a la Tierra pero más masivos; pueden tener mantos y cortezas más densos y mayor gravedad superficial.
• Planetas con gran contenido de agua: "mundos acuáticos" con capas de agua/ hielos que representan una fracción importante de la masa.
• Mini-Neptunos: planetas con un núcleo sólido rodeado por una envoltura significativa de hidrógeno/helio o atmósferas ricas en volátiles; su apariencia y comportamiento se acercan más a los gigantes de hielo en pequeña escala.

El balance entre masa, radio y densidad (cuando ambos se conocen) permite inferir la composición interna. Por ejemplo, una densidad alta indica un mundo mayoritariamente rocoso, mientras que una densidad baja sugiere atmósfera gruesa o gran proporción de agua.

Atmósferas y evolución

La capacidad de una supertierra para retener una atmósfera ligera depende de su masa y de la distancia a su estrella. Las supertierras cercanas a estrellas activas pueden perder parte de sus atmósferas por fotodesintegración y viento estelar, un proceso que contribuye a la diversidad observada entre supertierras y mini-Neptunos. Además, la composición atmosférica (N2, CO2, H2, He, agua) condiciona la temperatura de superficie y la posible habitabilidad.

Formación

Se piensa que las supertierras se forman por acumulación de sólidos (acreción) en discos protoplanetarios, con procesos que incluyen accreción de planetesimales, acreción de "pebbles" y migración orbital. La abundancia de materiales en la región del disco y la interacción con la estrella y otros planetas determinan si un planeta acaba siendo rocoso o adquiere una atmósfera densa.

Detección y mediciones

Las supertierras se detectan y caracterizan mediante varias técnicas:

• Tránsito: cuando el planeta pasa delante de su estrella, provoca una caída en el brillo que permite medir su radio.
• Velocidad radial: las oscilaciones de la estrella por la gravedad del planeta permiten estimar la masa mínima (M·sin i).
• Variaciones de tiempo de tránsito (TTV): interacciones entre planetas en un mismo sistema pueden usarse para deducir masas y órbitas.

Combinando masa (velocidad radial o TTV) y radio (tránsito) se obtiene la densidad media, clave para inferir composición y estructura interna.

Habitabilidad

Aunque el término "supertierra" no implica habitabilidad, ciertos aspectos las hacen objetos de gran interés en la búsqueda de mundos habitables:

• Una mayor masa puede favorecer la retención de una atmósfera estable y un campo magnético protector, pero también puede producir presiones superficiales y temperaturas extremas.
• La ubicación en la zona habitable de la estrella (donde el agua líquida podría existir) es crucial; además entran en juego la composición atmosférica, la actividad estelar y la historia evolutiva del planeta.

Ejemplos notables

Entre las supertierras confirmadas hay objetos de distintos tipos y condiciones. Algunos ejemplos ampliamente citados son 55 Cancri e (un planeta muy denso y caliente con masa de varios M⊕), Proxima b (con una masa cercana a 1–2 M⊕ y situado en la estrella más cercana al Sol) y planetas en sistemas como Kepler y TRAPPIST-1, que muestran la gran variedad de masas y tamaños en esta categoría.

Importancia científica

Las supertierras son de gran interés porque no existen en el Sistema Solar, por lo que estudiar su formación, evolución y atmósferas ayuda a comprender la diversidad planetaria en la galaxia y los procesos físicos que determinan si un planeta puede ser habitable.

Resumen

• Supertierra = planeta extrasolar con masa mayor a la Tierra pero menor que los gigantes de hielo.
• Rango típico: ~1–10 masas terrestres; transición entre rocoso y gaseoso alrededor de ~1,5–1,6 radios terrestres.
• La masa no determina por sí sola la habitabilidad: importan la atmósfera, la órbita y la actividad estelar.
• Detectadas mediante tránsito, velocidad radial y TTV; la combinación de masa y radio permite estimar composición.

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