hace veinte años, casi hasta el día de hoy, dos equipos de astrónomos competidores descubrieron de forma independiente el primer exoplaneta en tránsito conocido, un mundo que, visto desde la Tierra, pasó a través de la cara de su estrella, proyectando una sombra hacia telescopios vigilantes aquí., Dos décadas más tarde, los tránsitos se han convertido en el alma de los estudios de exoplanetas, produciendo miles de mundos a través de telescopios espaciales como las misiones Kepler y Tess (Transiting Exoplanet Survey Satellite) de la NASA y permitiendo a los investigadores no solo medir el tamaño y la órbita de un planeta, sino también su densidad y composición masiva. En resumen, los mundos en tránsito han demostrado ser las piedras angulares en la floreciente búsqueda de los gemelos cósmicos de la Tierra. En 1999, sin embargo, la idea de que estas sombras exoplanetarias serían detectables en absoluto era tan fantástica que validarla tomó los esfuerzos separados de dos grupos.,
un escenario similar se está desarrollando de nuevo: dos equipos científicos han anunciado su descubrimiento independiente del agua—la base de la biología tal como la conocemos—en la atmósfera de un planeta en tránsito llamado K2-18 b. el planeta orbita en la zona habitable de su estrella, el punto dulce en el que la luz estelar puede calentar un mundo lo suficiente como para permitir que el agua se acumule y fluya en su superficie., Un hito en la búsqueda de vida extraterrestre, el resultado augura un futuro cercano en el que los astrónomos utilizarán nuevos telescopios avanzados en tierra y en el espacio para estudiar más profundamente los planetas más prometedores alrededor de las estrellas vecinas de nuestro Sol.
«Este es el único planeta en este momento que conocemos fuera del sistema solar que tiene la temperatura correcta para soportar el agua, que tiene una atmósfera y que tiene agua en ella», dice Angelos Tsiaras, astrónomo del University College London y autor principal de uno de los estudios, que se publicó hoy en Nature Astronomy., Tsiaras y sus colegas utilizaron sofisticados modelos informáticos para detectar signos de vapor de agua en el K2-18 b A partir de datos recopilados por el Telescopio Espacial Hubble, haciendo que el planeta, dice, sea «el mejor candidato para la habitabilidad» actualmente conocido.
los datos del Hubble no hablan con importancia sobre el volumen de agua en K2-18 b-en la atmósfera superior del planeta, ya sea un soplo de humedad o el valor de un océano expresaría una señal similar. Tsiaras y sus colegas sugieren que el vapor de agua podría representar entre una centésima parte de un por ciento a la mitad de la atmósfera de K2-18 B., Fijar la cantidad de agua (así como otros gases, como el metano, el dióxido de carbono y el amoníaco) requerirá más observaciones de banda ancha utilizando futuras instalaciones espaciales como el Telescopio Espacial James Webb de la NASA, el Telescopio ARIEL (Atmospheric Remote-Sensing Infrared Exoplanet Large-Survey) de la Agencia Espacial Europea y una generación incipiente de telescopios terrestres extremadamente grandes.,
K2-18 b es ligeramente más del doble del tamaño de la Tierra y casi nueve veces más masivo, probablemente con un núcleo sólido de roca o hielo rodeado por una envoltura opresivamente gruesa de hidrógeno y otros gases, aparentemente incluyendo vapor de agua. Encontrado por Kepler en 2015, el mundo se encuentra en una órbita de 33 días alrededor de una tenue y fría estrella enana roja a unos 110 años luz de distancia, en la constelación de Leo. Esa estrella brilla con menos del 3 por ciento de la luminosidad de nuestro propio sol, pero debido a que K2-18 B Orbita tan cerca de él, el planeta recibe solo un 5 por ciento más de luz estelar que la nuestra., Y debido a que el planeta transita, parte de esa luz estelar pasa a través de su atmósfera superior en ruta a los telescopios aquí, recogiendo y transmitiendo información sobre el cóctel de gases en el aire de K2-18 B.
ocho veces diferentes entre 2016 y 2017, Un equipo dirigido por Björn Benneke de la Universidad de Montreal midió el brillo atmosférico transitorio del K2-18 b con el Telescopio Espacial Hubble, así como con Kepler y el Telescopio Espacial Spitzer., Los datos del Hubble a menudo son liberados al público tan pronto como son recolectados, y en este caso, esa política permitió que Tsiaras y sus compañeros de trabajo realizaran su estudio. Al igual que el grupo de Tsiaras, el análisis separado del equipo de Benneke sugiere la existencia de una fracción estadísticamente significativa de vapor de agua en la atmósfera superior de K2-18 b, pero también, de manera única, lo que el equipo argumenta son indicios de gotas de agua líquida que se condensan más profundamente. Es decir, Benneke y sus colegas reportan evidencia de nubes—y de lluvia. Su estudio ha sido publicado en el servidor de preprints arXiv.,org y fue enviado a la revista astronómica para su publicación revisada por pares.
«ambos estudios muestran que hay una atmósfera y agua en este planeta, lo que hace que el resultado sea aún más fuerte», dice Benneke. «Encontrar vapor de agua es genial, pero lo que es tan especial del K2-18 b es que nuestros modelos sugieren que partes de su atmósfera tienen suficiente temperatura y presión para que ese vapor forme gotitas de agua líquida. Y estos, como en la atmósfera de la Tierra, formarán nubes y caerán como lluvia., Al igual que en la Tierra, debería haber una interacción entre la condensación y la evaporación, un ciclo activo del agua entre las nubes y la parte gaseosa de la atmósfera.»
la región atmosférica en la que se pueden formar las nubes, especula Benneke, podría ser relativamente cómoda, con una presión de una atmósfera terrestre y una temperatura no muy lejos de la de una sala de estar típica. «En muchos sentidos, este planeta no es como la Tierra, pero en otros, es muy similar. Puede que no haya una «superficie» significativa debajo de la gruesa envoltura de gas. E incluso si lo hubiera, estaría sometido a presiones muy altas., Es inverosímil imaginar algo como un ser humano caminando por ahí abajo, pero tal vez algún tipo de microbio extremo podría vivir en esas nubes de agua.»
Cloudy, with A Chance of Habitability
Some researchers call K2-18 b and its ilk «super Earths»; others prefer to call them «mini Neptunes.»Pero independientemente de la nomenclatura, el hecho más obvio sobre estos objetos es que ninguno de ellos Orbita nuestro Sol, a pesar de ser el tipo planetario más abundante en la Vía Láctea. Todo lo que realmente podemos saber de ellos actualmente proviene de estudios extrasolares., Y hasta ahora, esos estudios muestran que la mayoría de estos planetas, en algún lugar de tamaño entre la Tierra y Neptuno, no son muy parecidos a la Tierra en absoluto.
«Me gusta llamarlos planetas ‘híbridos’, estos mundos con núcleos rocosos y gruesas envolturas de hidrógeno», dice Benneke. «Esta no es una roca desnuda con una atmósfera delgada como la Tierra, pero tampoco es un planeta gigante como Neptuno o Júpiter.,»
un atractivo de estudiar tales mundos intermedios—muchos más de los cuales ya están siendo descubiertos por la misión en curso de TESS—es la posibilidad de que revelen algo fundamental sobre cómo los planetas de todos los tamaños llegan a ser.
«creemos que para planetas de alrededor de 1,8 veces el tamaño de la Tierra, hay una transición de mundos rocosos a gaseosos que tiene lugar», dice Laura Kreidberg, astrónoma del Centro de Astrofísica de la Universidad de Harvard y del Instituto Smithsoniano (CfA), que no participó en los estudios., «K2-18 b está cerca de esa frontera, así que nos están dando nuestro primer vistazo a la atmósfera de un mundo cercano a esta transición.»
Nikole Lewis, astrónomo de la Universidad de Cornell, que no participó en ninguno de los trabajos, señala que esta no es la primera vez que se han visto signos de vapor de agua, Nubes e incluso lluvia en mundos fuera del sistema solar. Pero esos descubrimientos anteriores han venido de los primos más grandes y calientes de K2-18 b alrededor de otras estrellas, mundos que están más firmemente en el lado «Neptuno» de la división planetaria., «K2-18 B representa un gran paso en el camino hacia la exploración de planetas más fríos y pequeños», dice. «Tiene el potencial de informarnos sobre cómo se forman y evolucionan las atmósferas para los planetas en o cerca de la zona habitable alrededor de las estrellas enanas rojas, lo que será importante para comprender la habitabilidad potencial de los planetas más pequeños «del tamaño de la Tierra».»
Lo más importante es que el vapor de agua en el K2-18 b sería la mejor evidencia de que los planetas pequeños en las zonas habitables de las enanas rojas pueden poseer atmósferas., En algunos aspectos, las diminutas enanas rojas pueden golpear muy por encima de su peso, emitiendo cantidades de radiación que erosionan la atmósfera que alcanzan su pico temprano en la vida de las estrellas justo cuando los planetas recién nacidos pueden ser más vulnerables. Y el puñado de estudios anteriores del Hubble de pequeños mundos Enanos rojos cercanos han sido desalentadores: los intentos de estudiar las atmósferas putativas de varios planetas potencialmente habitables que transitan por una enana roja ultradim llamada TRAPPIST-1 proporcionaron resultados no concluyentes., Y una sonda más reciente de LHS 3844 b, Un mundo Enano Rojo en tránsito un tercio más grande en tamaño que el nuestro, sugirió que el planeta bien podría no tener aire en absoluto.
«la gran mayoría del espacio habitable en el universo puede estar alrededor de enanas rojas, porque estas son las estrellas más comunes, y sucede que tienen muchos planetas rocosos muy cerca de ellas», dice Nicolas Cowan, un astrónomo de la Universidad McGill, que no está afiliado con ninguno de los nuevos documentos. «Después de que el estudio mostrara que LHS 3844 b parece una roca seca y estéril, algunos de nosotros empezamos a preocuparnos., Tal vez los mundos Enanos rojos resultarían ser pistas falsas para la astrobiología.»
esa preocupación es la razón por la que K2-18 b es «un gran negocio», dice Cowan, a pesar de su estado claramente sobrenatural y algo poco hospitalario. «Sugiere que los bienes raíces planetarios más comunes en el universo también pueden ser habitables, no solo con atmósferas, sino también con vapor de agua.»
aún así, no todo el mundo está convencido de que las afirmaciones de vapor de agua son mucho más que aire caliente., «La significación estadística de la supuesta detección no es fuerte», dice David Charbonneau, astrónomo De CfA, quien co-descubrió el primer planeta en tránsito en 1999. A diferencia de ese hallazgo, que se basó en dos conjuntos de datos distintos, el nuevo descubrimiento que se compartió entre dos equipos se basa en solo uno: el Hubble, que nunca fue diseñado para realizar mediciones tan delicadas y desafiantes. «Sí, es sugerente», dice Charbonneau. «Pero los astrónomos han estado estudiando planetas en tránsito durante 20 años, así que creo que hemos pasado la época de los estudios’ sugerentes’.”