Se han descubierto dos mundos que orbitan en torno a una diminuta estrella situada a 218 años luz y que parecen ser de un tipo distinto a todo lo que tenemos en nuestro Sistema Solar.
Los exoplanetas se llaman Kepler-138c y Kepler-138d. Ambos tienen aproximadamente 1.5 veces el radio de la Tierra y parecen ser mundos empapados, con atmósferas espesas y húmedas y océanos increíblemente profundos, todo ello envuelto en un interior rocoso-metálico.
Björn Benneke, astrónomo de la Universidad de Montreal, dijo en un comunicado:
“Antes pensábamos que los planetas un poco más grandes que la Tierra eran grandes bolas de metal y roca, como versiones a escala de la Tierra, y por eso los llamábamos super-Tierras.
Sin embargo, ahora hemos demostrado que estos dos planetas, Kepler-138c y d, son de naturaleza muy diferente: una gran fracción de todo su volumen está probablemente compuesta de agua. Es la primera vez que observamos planetas que pueden identificarse con seguridad como mundos de agua, un tipo de planeta cuya existencia fue teorizada por los astrónomos durante mucho tiempo.”
Mundo acuático
Un análisis reciente de otro mundo reveló que podría ser un mundo de agua, pero serán necesarias observaciones de seguimiento para confirmarlo. Según los investigadores, su trabajo sobre los dos planetas oceánicos de Kepler-138 es menos incierto.
Averiguar de qué están hechos los planetas fuera de nuestro Sistema Solar (o exoplanetas) suele requerir bastante trabajo detectivesco. Están muy lejos y son muy tenues en comparación con la luz de las estrellas en torno a las que orbitan; las imágenes directas son muy difíciles de obtener y, por tanto, muy raras, y no muestran muchos detalles.
La composición de un exoplaneta suele deducirse de su densidad, que se calcula a partir de dos mediciones: una obtenida del eclipse (o tránsito) de la luz de la estrella por el planeta y otra de la velocidad radial o “bamboleo” de la estrella.
La cantidad de luz estelar que queda bloqueada por el tránsito nos indica el tamaño del exoplaneta, a partir del cual obtenemos un radio. La velocidad radial es inducida por el tirón gravitatorio del exoplaneta, que se manifiesta como una expansión y contracción regular, aunque muy pequeña, de la longitud de onda de la luz de la estrella a medida que ésta es arrastrada. La amplitud de este movimiento puede indicarnos cuánta masa tiene un exoplaneta.
Una vez conocidos el tamaño y la masa de un objeto, se puede calcular su densidad.
Un diagrama de sección transversal que compara Kepler-138d con la Tierra. Crédito: Benoit Gougeon / Universidad de Montreal
Mundos parecidos a la Tierra
Un mundo gaseoso, como Júpiter o incluso Neptuno, tendrá una densidad relativamente baja. Los mundos rocosos ricos en metales tendrán densidades más altas. Con 5.5 gramos por centímetro cúbico, la Tierra es el planeta más denso de nuestro Sistema Solar; Saturno es el menos denso, con 0.69 gramos por centímetro cúbico.
Los datos de tránsito muestran que Kepler-138c y Kepler-138d tienen radios 1.51 veces superiores al de la Tierra, y las medidas de sus respectivos tirones sobre Kepler-138 nos dan masas de 2.3 y 2.1 veces la de la Tierra, respectivamente. Esas características, a su vez, nos dan una densidad de alrededor de 3.6 gramos por centímetro cúbico para ambos mundos – en algún lugar entre una composición rocosa y gaseosa.
Es una densidad muy parecida a la de la luna de hielo joviana Europa, que tiene una densidad de 3.0 gramos por centímetro cúbico. Resulta que está cubierta por un océano global líquido bajo una cáscara helada.
Caroline Piaulet, astrofísica de la Universidad de Montreal, y que dirigió la investigación, dijo en un comunicado:
“Imagine versiones más grandes de Europa o Encélado, las lunas ricas en agua que orbitan Júpiter y Saturno, pero mucho más cerca de su estrella.
En lugar de una superficie helada, Kepler-138c y d albergarían grandes envolturas de vapor de agua”.
Representación de un artista de un exoplaneta con vapor de agua en su atmósfera. Crédito: ESA / Hubble, M. Kornmesser
Según el modelo del equipo, el agua representaría más del 50% del volumen de los exoplanetas y se extendería hasta una profundidad de unos 2.000 kilómetros. Los océanos de la Tierra, por ejemplo, tienen una profundidad media de 3,7 kilómetros.
Pero Kepler-138c y Kepler-138d están mucho más cerca de su estrella que la Tierra. Aunque esa estrella es una enana roja pequeña y fría, esa proximidad haría que los dos exoplanetas fueran mucho, mucho más calientes que nuestro mundo. Tienen períodos orbitales de 13 y 23 días, respectivamente.
Esto significa que es poco probable que los océanos y atmósferas de estos mundos se parezcan mucho a nuestro océano, afirman los investigadores.
Piaulet dijo:
“La temperatura en las atmósferas de Kepler-138c y Kepler-138d está probablemente por encima del punto de ebullición del agua, y esperamos una atmósfera densa y espesa hecha de vapor en estos planetas.
Sólo bajo esa atmósfera de vapor podría haber potencialmente agua líquida a alta presión, o incluso agua en otra fase que se da a altas presiones, llamada fluido supercrítico”.
Extraterrestre, desde luego.
Los hallazgos de la investigación han sido publicados en la revista Nature Astronomy.
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