Se descubre por primera vez vapor de agua en la atmósfera de un exoplaneta

Los astrónomos que utilizan el telescopio espacial Hubble han descubierto agua en la atmósfera de un exoplaneta en la zona habitable de su estrella. Si se confirma, será la primera vez que detectemos agua, un ingrediente crítico para la vida tal como la conocemos, en un exoplaneta. El agua se detectó como vapor en la atmósfera, por lo que significa que la temperatura del planeta podría sostener agua líquida en su superficie, si fuera rocoso.

El planeta se llama K2-18b, y está a unos 110 años luz de distancia. El planeta es muy diferente a la Tierra. Es una Súper Tierra, y es dos veces más grande que la Tierra, y aproximadamente 8 veces más masiva. K2-18b está orbitando una estrella enana roja, y fue descubierta por primera vez en 2015 por el telescopio espacial Kepler.

Los astrónomos del Centro de Datos de Exoquímica Espacial del University College de Londres en el Reino Unido hicieron el descubrimiento usando los datos de la Cámara de Campo Amplio del Telescopio Espacial Hubble. Sus resultados se encuentran en un documento titulado «Vapor de agua en la atmósfera de la zona habitable en el planeta de ocho masas terrestres K2-18 b”, publicado en Nature Astronomy. La detección se basa en la firma espectroscópica de agua en la atmósfera del exoplaneta.

El equipo detrás del descubrimiento desarrolló algoritmos y ejecutó datos archivados de Hubble desde 2016 y 2017. Analizaron la luz de la estrella enana roja al pasar a través de la atmósfera del exoplaneta. Descubrieron la firma molecular del agua, así como del hidrógeno y el helio.

Estos resultados aún no se han confirmado, pero si lo son, las implicaciones son interesantes. Los científicos piensan que las súper-Tierras como esta son el tipo de planeta más común en la Vía Láctea. Y las estrellas enanas rojas como las órbitas K2-18b son el tipo más común de estrella. Esto indica que podría haber muchos más exoplanetas similares a este.

Kepler descubrió cientos de Súper-Tierras, que son planetas con masas entre la Tierra y Neptuno, y se espera que el TESS de la NASA encuentre cientos más. Según el coautor de este nuevo artículo, el Dr. Ingo Waldmann, es un buen augurio para encontrar exoplanetas potencialmente habitables.

En un comunicado de prensa, el Dr. Waldmann dijo: “Con tantas nuevas Super-Tierras que se espera encontrar en las próximas dos décadas, es probable que este sea el primer descubrimiento de muchos planetas potencialmente habitables. Esto no solo se debe a que las súper-Tierras como K2-18b son los planetas más comunes en nuestra Vía Láctea, sino también porque las estrellas enanas rojas son más pequeñas que nuestro Sol y son las estrellas más comunes».

El planeta tiene un año muy corto. Solo necesita 33 días completar una órbita. Los investigadores piensan que K2-18b es un planeta rocoso y quizás helado. Si está helado, puede tener una gran cantidad de agua en su interior. Pero estos son solo resultados preliminares…

Según los autores, la atmósfera también podría contener nitrógeno y metano, dos sustancias químicas asociadas con la vida. Pero desafortunadamente no pudieron detectarlos. Eso tendrá que esperar más estudios, que también les permitirán estimar la cobertura de nubes y el porcentaje de agua en la atmósfera.

K2-12b está realmente cerca de su estrella, pero como las enanas rojas no son tan enérgicas como nuestro Sol, el exoplaneta recibe casi tanta energía como la Tierra de nuestro Sol. Los cálculos de los astrónomos muestran que su temperatura es similar a la de la Tierra: en algún lugar en el rango de aproximadamente -72 Celsius a 47 Celsius.

Estos son resultados emocionantes, pero las perspectivas de vida en este exoplaneta no son grandes. Aunque el planeta mismo se encuentra en la zona habitable de la estrella, la estrella que orbita podría no ser muy hospitalaria. Las enanas rojas pueden emitir muchas fulguraciones, y toda esa energía puede limitar severamente el potencial de vida.

Por otro lado, el hecho de que K2-12b tenga una atmósfera es emocionante, especialmente porque contiene mucho hidrógeno. Una atmósfera puede proteger a un planeta de la radiación de una estrella, tal como lo hace la Tierra. Si la atmósfera del planeta está dominada por hidrógeno, que es muy ligero y se disipa fácilmente por la radiación estelar, es una indicación de que, de alguna manera, K2-12b podría estar protegido, aunque esté orbitando una enana roja.

El tamaño de K2-12b, y otras súper-tierras, también es un factor a favor de la habitabilidad. El agua puede permanecer bastante tiempo porque las súper-Tierras pueden retener su atmósfera por más tiempo, porque tienen una mayor gravedad.

Este descubrimiento necesita observaciones de seguimiento para confirmarlo. También necesitamos mejores telescopios para estudiar su atmósfera con mayor detalle y las atmósferas de otros exoplanetas. Dos telescopios en el horizonte abordarán ese trabajo. El telescopio espacial James Webb tendrá la poderosa capacidad de examinar las atmósferas de los exoplanetas, que es realmente el siguiente paso para comprender todos los exoplanetas encontrados por Kepler y que TESS encontrará.

La misión ARIEL de la ESA (Investigación Atmosférica de Exoplanetas por Infrarrojo de gran tamaño) se lanzará en 2028 y estudiará las atmósferas de aproximadamente 1000 exoplanetas en detalle. ARIEL, junto con el JWST, nos dará una mejor comprensión de K2-12b y exoplanetas como este.

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