En la atmósfera de un Exoplaneta a solo 111 años luz de distancia, los astrónomos han hecho un descubrimiento muy emocionante: han detectado agua

Tanto como el 50 por ciento de la atmósfera de K2-18b podría ser vapor de agua. Pero a diferencia de otros exoplanetas gigantes en los que se ha detectado agua atmosférica, K2-18b es una súper Tierra. Podría ser rocoso, como la Tierra, Marte y Venus.

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.

“Encontrar agua en un mundo potencialmente habitable que no sea la Tierra es increíblemente emocionante”, dijo el astrónomo Angelos Tsiaras del University College London.

“K2-18b no es ‘Tierra 2.0’ ya que es significativamente más pesado y tiene una composición atmosférica diferente. Sin embargo, nos acerca a responder la pregunta fundamental: ¿Es la Tierra única?”

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).

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.

Resultado de imagen de exoplanet

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

El planeta fue detectado por el desaparecido telescopio Kepler, que detectó planetas a través del método de tránsito.

Esto es 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.

Este tránsito también puede ayudarnos a estudiar la atmósfera de un planeta. Cuando la luz de la estrella atraviesa, algunas longitudes de onda pueden ser absorbidas por gases específicos, produciendo líneas en un espectro.

Estos se pueden seleccionar cuando compara un perfil espectral de la estrella con un perfil espectral del tránsito.

Pero no es fácil. Incluso detectar el planeta en primer lugar requiere instrumentos altamente sensibles capaces de detectar las débiles caídas a la luz de las estrellas; Las líneas de absorción espectral también son increíblemente débiles.

Tsiaras y su equipo lo hicieron usando 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.

Inmediatamente, 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).

En el espectro del planeta, solo se podía detectar agua con confianza, por lo que el equipo revisó su análisis, utilizando solo agua como gas traza.

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.

Todo esto es un argumento bastante convincente para apuntar la próxima generación de instrumentos de longitud de onda más amplia, como el telescopio espacial James Webb y el exoplaneta infrarrojo grande de detección remota atmosférica, en la dirección del planeta.

“Aunque el tema de la habitabilidad de los planetas templados alrededor de estrellas de tipo tardío es un tema de discusión activa, y el progreso real requiere restricciones de observación sustancialmente mejoradas”, escriben los investigadores en su artículo.

“El análisis presentado aquí proporciona la primera observación directa de una firma molecular de un exoplaneta de zona habitable, que conecta estos estudios teóricos con las observaciones”.

 

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Vía: Nature Astronomy

Ver también: Detectan un exoplaneta con la órbita más extrema conocida (VÍDEO)

 

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