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Detectan agua en la atmósfera de un planeta potencialmente habitable

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Publicado: 12 de septiembre, 2019 — 8:30 a.m. (hace 6 dias)

El planeta se encuentra a 111 años luz de distancia y tiene un diámetro del doble que la Tierra.



ESA/Hubble/M.Kornmesser

12/09/2019

Por primera vez, en la  atmósfera de un exoplaneta a solo 111 años luz de distancia de la Tierra , los astrónomos han hecho un descubrimiento muy emocionante: han detectado agua . El 50% 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. El hallazgo ha sido publicado en la revista Nature Astronomy .

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

"Encontrar agua en un mundo potencialmente habitable que no sea la Tierra es increíblemente emocionante" , comenta el astrónomo Angelos Tsiaras del University College London (Reino Unido) y coautor del trabajo. "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

El planeta K2-18b fue descubierto en 2015, y ha sido un  exoplaneta algo complicado de precisar. Sabemos que orbita muy cerca de una estrella enana roja llamada K2-18, completando su órbita 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 como para que se congele por completo.

También sabemos que el planeta tiene aproximadamente el doble del tamaño de la Tierra y aproximadamente ocho veces su 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  Encélado o Europa.

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

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

Este tránsito también puede ayudarnos a estudiar la atmósfera de un planeta. Por ejemplo, algunas longitudes de onda pueden ser absorbidas por gases específicos, produciendo líneas en un espectro. Estos se pueden seleccionar cuando se 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. Por si esto fuera poco, las líneas de absorción espectral también son increíblemente débiles.

Los científicos lo lograron empleando el instrumento WFC3 del 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.

Simulaciones informáticas

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 (CO2), metano (CH4) y amoníaco (NH3).

En el espectro del planeta, solo se podía detectar con alto grado de confianza, agua, por lo que el equipo revisó su análisis, utilizando solo agua como trazador. Más tarde, 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, 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% de la atmósfera del planeta podría ser vapor de agua. Así las cosas, K2-18b parece ser un lugar bastante húmedo.

"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, el análisis presentado aquí proporciona la primera observación directa de un firma molecular de un exoplaneta de zona habitable, que conecta estos estudios teóricos con las observaciones ", concluyen los autores.

Lugares del universo en los que podría haber vida



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Referencia: Angelos Tsiaras, Ingo Waldmann, Giovanna Tinetti. Jonathan Tennyson y Sergey N. Yurchenko. “ Water vapour in the atmosphere of the habitable-zone eight-Earth-mass planet K2-18 b”. Nature Astronomy (septiembre, 2019).

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