Un exoplaneta ubicado a 111 años luz posee agua en su atmósfera y es la primera vez que se realiza un descubrimiento de este tipo.

Se trata del planeta K2-18b y lo más importante de todo es que su atmósfera podría estar compuesta en un 50 por ciento de agua. Además, a diferencia de otros exoplanetas en los que se ha detectado agua atmosférica, esta es una supertierra y con altas posibilidades de ser rocoso, como la Tierra o Marte.

Este descubrimiento no solo podría ayudarnos a comprender las atmósferas de los exoplanetas de la zona habitable en general, sino también las de los exoplanetas rocosos de la zona habitable en órbita cercana alrededor de las estrellas enanas rojas.

Angelos Tsiaras del University College London, dijo en un comunicado:

Encontrar agua en un mundo potencialmente habitable que no sea la Tierra es increíblemente emocionante. K2-18b no es ‘Tierra 2.0’ ya que es significativamente más pesada y tiene una composición atmosférica diferente. Sin embargo, nos acerca a responder la pregunta fundamental: ¿El planeta Tierra es único?”.

K2-18b: orbitando una enana roja

K2-18b fue descubierto en 2015, y ha sido un poco exoplaneta complicado de precisar. Sabemos que orbita una estrella enana roja llamada K2-18 muy de cerca, completando el círculo una vez cada 33 días. Además, los niveles de irradiación estelar del planeta son similares a los de la Tierra (excepto por la alta actividad de erupción típica de las enanas rojas).

Representación artística que muestra dos exoplanetas: K2-18 b y c, que orbitan la estrella enana roja K2-18. Crédito: Alex Boersman

Esto se debe a que esta órbita de 33 días está justo en el medio de la zona habitable de la estrella, no demasiado caliente para que el agua líquida se evapore de la superficie y no tan fría que se congele por completo.

También sabemos que el planeta tiene aproximadamente el doble del tamaño de la Tierra y aproximadamente ocho veces la masa. Los astrónomos incluso redujeron el planeta a dos tipos posibles. En 2017, un equipo determinó que podría ser un planeta rocoso con una atmósfera, como la Tierra, pero más grande, o un planeta con un interior mayormente acuoso, cubierto por una gruesa capa de hielo, como Encelado o Europa.

La nueva investigación sugiere que K2-18b tiene una atmósfera después de todo.

Gracias a Kepler

El planeta fue detectado por Kepler (ahora ‘fallecido’), que detectó planetas a través del método de tránsito. Esto ocurre cuando el sistema estelar está alineado a la perfección para que el planeta pase entre nosotros y su estrella, llamado tránsito, lo que provoca una atenuación detectable de la luz de la estrella.

Representación artística del planeta K2-18b. Crédito: ESA / Hubble, M. Kornmesser

Luego Tsiaras y su equipo continuaron estudiando el exoplaneta utilizando el instrumento WFC3 en el telescopio espacial Hubble. Tomaron imágenes de ocho tránsitos del planeta frente a la estrella, y los combinaron para producir un promedio ponderado, creando un perfil espectral para el planeta.

Luego, llegó el momento de averiguar qué les decía ese perfil espectral, utilizando el modelado. Inicialmente, ejecutaron modelos de atmósfera K2-18b con un rango de moléculas atmosféricas que podrían producir líneas de absorción, que incluyen agua (H2O), monóxido de carbono (CO), dióxido de carbono (CO 2), metano (CH 4) y amoníaco (NH 3)

Luego modelaron la atmósfera utilizando tres enfoques diferentes: sin nubes, con vapor de agua en una atmósfera de hidrógeno-helio; sin nubes, con vapor de agua, hidrógeno-helio y nitrógeno molecular; y turbio, con vapor de agua e hidrógeno-helio.

Las tres simulaciones produjeron una atmósfera estadísticamente significativa a altos niveles de confianza, con valores tan similares que no pudieron distinguir los tres tipos potenciales.

No fue posible, con base en la información actual, limitar la abundancia de agua; pero los modelos sugirieron que entre el 20 y el 50 por ciento de la atmósfera del planeta podría ser vapor de agua. Como referencia, la atmósfera de la Tierra varía entre 0 y 5 por ciento de vapor de agua (o 0.25 por ciento en promedio en masa). Entonces K2-18b sería un lugar bastante húmedo.

Tampoco se puede descartar la presencia de metano y amoníaco, ya que sus longitudes de onda no están cubiertas por el WFC3.

Como indicaron los estudios, K2-18b podría tener mucha más agua que la Tierra. Esto combinado con el hecho de ser un planeta rocoso y encontrarse en la zona habitable de su estrella, podría indicar que «cierta vida» estaría en este mismo momento en su superficie, vida sustentada por el agua, una superficie sólida rica en minerales y una temperatura adecuada. F.T.

Los hallazgos de la investigación han sido publicados en la revista Nature Astronomy. Más detalles del estudio han sido enviados a The Astrophysical Journal y pueden ser leídos en el sitio web de pre-impresión arXiv.org.

Fuente: University College London / Science Alert