Se ha visto vapor de agua en un planeta de zona habitable a 110 años luz de distancia.

arte conceptual para K2-18b UCL

Los astrónomos han detectado evidencia de agua en un planeta potencialmente habitable fuera de nuestro sistema solar por primera vez.

Los hallazgos muestran que el planeta K2-18b, que orbita una estrella enana roja a 110 años luz de la Tierra y ya se pensaba que era potencialmente habitable, tiene vapor de agua en su atmósfera.

Es la primera vez que un descubrimiento de este tipo, informado en un par de artículos publicados en Naturaleza Astronomía y subido a arXiv , se ha creado para un planeta que se encuentra en la zona habitable, el rango orbital alrededor de una estrella donde teóricamente podría existir agua líquida en la superficie de un planeta.

Este es el único planeta en este momento que conocemos fuera del sistema solar que tiene la temperatura correcta para soportar el agua, tiene una atmósfera y tiene agua, lo que convierte a este planeta en el mejor candidato para la habitabilidad que conocemos en este momento, dice Angelos. Tsiaras, científico de exoplanetas del University College London y autor principal del estudio Nature Astronomy.

Si bien los dos documentos comparten la conclusión general de que K2-18b tiene contenido de agua, hay bastante luz entre sus enfoques y sus resultados tienen diferentes implicaciones para la estructura general del planeta.

Donde los dos grupos están de acuerdo es que K2-18b no es otra Tierra. El exoplaneta tiene ocho veces la masa de la Tierra y tiene el doble de su tamaño. Está bastante cerca de su estrella anfitriona (con un período orbital de 33 días), pero esta estrella tiene la mitad del tamaño y la temperatura del sol. La existencia de K2-18b se confirmó en 2015 y estudios posteriores sugirió que era rocoso y posiblemente en posesión de una envoltura gaseosa significativa o un océano.

Ambos equipos analizaron los datos del Hubble para observar los tránsitos estelares de K2-18b mientras orbitaba su estrella anfitriona. Cuando la luz estelar se mueve a través de la atmósfera de un planeta, se dispersa por la presencia de diferentes elementos y compuestos atmosféricos. Los científicos pueden analizar esta dispersión para determinar de qué está hecha la atmósfera de un planeta. El equipo dirigido por Björn Benneke, investigador de exoplanetas de la Universidad de Montreal y autor principal del artículo de arXiv, también tuvo acceso a datos de los telescopios espaciales Kepler y Spitzer.

El resultado es que el artículo de Nature Astronomy, revisado por pares y más conservador en sus hallazgos, concluye que hay una concentración significativa de agua dentro de la atmósfera de K2-18b, aunque los investigadores especulan que podría representar tan solo el 0,01 % de la atmósfera. o tanto como el 50%.

Tsiaras y su equipo creen que el planeta es probablemente una súper Tierra rocosa en posesión de una atmósfera que es muy predominante en el agua, fuertemente mezclada con un gas transparente como el nitrógeno, o presenta una formación de nubes significativa. Esa agua atmosférica podría ser un signo de agua líquida en la superficie (que quizás podría estar completamente cubierta por un océano), pero eso no está claro por ahora.

Mientras tanto, Benneke y su equipo llegan a la conclusión de que K2-18b tiene nubes hechas de agua, muchas de ellas. También proponen una versión mucho más exótica del planeta. Su modelo, que incorpora los datos de Kepler y Spitzer, sugiere que K2-18b es un mini-Neptuno que consiste en un pequeño núcleo helado o rocoso envuelto en una envoltura gaseosa. Dentro de ciertas capas de la atmósfera, el vapor de agua es capaz de condensarse en gotas líquidas. Desde el punto de vista de la astrobiología, eso es mucho más importante, dice Benneke. Es la presencia de agua líquida, no de vapor, lo que permite que se lleven a cabo los procesos bioquímicos de la vida. K2-18b podría albergar vida microscópica que flota a través de la capa de gas y vive de las gotas de agua condensada en las nubes.

Ambos trabajos están afectados por las limitaciones de la tecnología actual. De hecho, Hubble es algo así como una antigüedad en estos días. Sus cámaras no estaban realmente diseñadas para este tipo de estudios, y el software no puede hacer mucho en el análisis posterior a la observación para modelar una atmósfera a 110 años luz de distancia.

Kepler y Spitzer proporcionan una gama más amplia de observaciones (de ahí los modelos de formación de nubes del artículo arXiv), pero son menos precisos que el Hubble. Todavía no tenemos idea de las temperaturas en el planeta (el equipo de Tsiaras arroja un rango entre -100 y 116 °F, o -73 y 47 °C), dónde se encuentra precisamente el vapor de agua en la atmósfera, qué otros compuestos se podrían encontrar en la atmósfera, ya sea un planeta bloqueado por mareas, o cualquier otro rasgo que pueda pintar una imagen más nítida de cuán habitable podría ser K2-18b.

Los telescopios terrestres podrían hacer algunas observaciones útiles, pero en realidad es muy difícil observar una atmósfera con agua. mediante una atmósfera con agua. Algunos telescopios, como el Telescopio extremadamente grande en el norte de Chile y el Telescopio de treinta metros en Hawái, podría tener algo de suerte estudiando K2-18b, pero ninguno estará operativo hasta la segunda mitad de la próxima década.

Entonces, en cambio, nuestra mejor apuesta es hacer observaciones de seguimiento con dos sucesores del Hubble: el telescopio espacial James Webb, que se lanzará en órbita en 2021 pero se ha retrasado repetidamente, y el telescopio espacial ARIEL de la Agencia Espacial Europea, programado para lanzar en 2029. Ambos serán capaces de hacer observaciones más precisas y más amplias en todo el espectro electromagnético, identificando más tipos de moléculas en la atmósfera, como dióxido de carbono, metano o amoníaco. Esos telescopios también nos ayudarán a lograr una idea mucho más concreta del contenido de agua y la estructura de K2-18b, ya sea que el planeta resulte ser una súper Tierra o un mini Neptuno.

El hecho de que todavía podamos usar el Hubble para hacer ciencia innovadora como esta es absolutamente asombroso, dice Ryan Cloutier del Centro de Astrofísica Harvard & Smithsonian, que no participó en ninguno de los estudios. Sin embargo, un instrumento como el JWST proporcionará una mejora de orden de magnitud en la precisión de la medición con respecto al Hubble, dice, lo que hará que sea mucho más fácil realizar estudios detallados de cualquiera de los 55 exoplanetas en zona habitable .

Es importante tener en cuenta que las señales K2-18b están lejos de ser herméticas. Este tipo de estudios siempre son complicados, dice Cloutier. En el pasado, algunas señales esencialmente 'desaparecieron' después de un análisis adicional o después de un análisis independiente realizado por otro equipo de investigación.

Aún así, es raro vislumbrar evidencia de agua en la atmósfera de otro planeta, y eso solo debería ayudar a despertar suficiente interés en mantener este tipo de estudios cuando las tecnologías de la próxima década estén en línea.

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