Dónde se ubica y cómo es el nuevo mundo que podría ser habitable, según la NASA

Existe un exoplaneta llamado K2-18 b que orbita la fría estrella enana roja K2-18 en su zona habitable. Se encuentra a 120 años luz de la Tierra, en la constelación de Leo. Si bien este mundo fue descubierto en 2019, las observaciones del poderoso telescopio espacial James Webb de la NASA han aportado más información sobre su posible habitabilidad.

En 2019, dos estudios de investigación independiente, que combinaron datos del telescopio espacial Kepler, el telescopio espacial Spitzer y el telescopio espacial Hubble, concluyeron que hay cantidades significativas de vapor de agua en su atmósfera, una primicia para un planeta en la zona habitable.

Este mundo, que orbita la fría estrella enana K2-18, ha capturado el interés de la comunidad científica por sus características únicas. Ocurre que en nuestro Sistema Solar no hay mundos como K2-18 b, que tienen dimensiones intermedias entre la Tierra y Neptuno. Esta rareza los convierte en el centro de muchos debates entre los astrónomos, según indica la Agencia Espacial Europea (ESA).

Las recientes observaciones del James Webb han confirmado la presencia de moléculas portadoras de carbono, como metano y dióxido de carbono, en la atmósfera de K2-18 b. A esto se suma la detección, aunque aún no confirmada, de una molécula llamada dimetil sulfuro (DMS). En nuestro planeta, la principal fuente de DMS es el fitoplancton marino, lo que podría sugerir, de confirmarse, la presencia de formas de vida semejantes a las terrestres.

“Nuestros hallazgos subrayan la importancia de considerar diversos entornos habitables en la búsqueda de vida en otros lugares”, explicó Nikku Madhusudhan, astrónomo de la Universidad de Cambridge y autor principal del estudio que se publicará en The Astrophysical Journal Letters.

“Tradicionalmente, la búsqueda de vida en exoplanetas se ha centrado principalmente en planetas rocosos más pequeños, pero los mundos Hyceanos más grandes son mucho más propicios para las observaciones atmosféricas”, añadió Madhusudhan, quien agregó que la abundancia de metano y dióxido de carbono, y la escasez de amoniaco, apoyan la hipótesis de que puede haber un océano bajo una atmósfera rica en hidrógeno de este lejano planeta.

Los próximos pasos involucrarán más observaciones con el telescopio James Webb para obtener datos precisos sobre el exoplaneta. En ese tono, Madhusudhan concluye: “Nuestro objetivo final es la identificación de vida en un exoplaneta habitable, lo que transformaría nuestra comprensión de nuestro lugar en el Universo”.

Además, K2-18 b no es una completa novedad en la astronomía. Ya en 2019 fue reconocido como el primer mundo rocoso en la zona habitable -la región alrededor de una estrella donde las condiciones podrían permitir la existencia de agua líquida- en cuya atmósfera se detectó agua. A pesar de orbitar muy cerca de una estrella enana roja, las condiciones de irradiación en K2-18 b son similares a las de la Tierra.

Sin embargo, aunque los descubrimientos son prometedores, la ESA advierte que la presencia de moléculas de carbono no garantiza que K2-18 b pueda albergar vida. Además, su tamaño, 2,6 veces mayor que la Tierra, sugiere un interior con un manto de hielo a alta presión, similar a Neptuno, pero con una atmósfera más fina rica en hidrógeno y una superficie oceánica. Se prevé que los mundos Hycean tengan océanos de agua, pero es posible que el océano esté demasiado caliente para ser habitable o ser líquido.

Los resultados ahora expuestos son el resultado de dos observaciones de K2-18 b, por parte de James Webb, aunque hay otras en camino y el equipo quiere hacer un seguimiento para validar “aún más sus hallazgos”. Esto proporcionará nuevos conocimientos sobre las condiciones ambientales del exploaneta.

“Aunque este tipo de planeta no existe en nuestro sistema solar, los subneptunos son el tipo de planeta más común conocido hasta ahora en la galaxia”, explicó el miembro del equipo Subhajit Sarkar de la Universidad de Cardiff. “Hemos obtenido el espectro más detallado de un subNeptuno en la zona habitable hasta la fecha, lo que nos ha permitido determinar las moléculas que existen en su atmósfera”, agregó.

Caracterizar las atmósferas de exoplanetas como K2-18 b (es decir, identificar sus gases y condiciones físicas) es un área muy activa en astronomía. Sin embargo, estos planetas se ven eclipsados, literalmente, por el resplandor de sus estrellas madre, mucho más grandes, lo que hace que explorar las atmósferas de los exoplanetas sea particularmente desafiante.

El equipo evitó este desafío analizando la luz de la estrella madre de K2-18 b a su paso por la atmósfera del exoplaneta.

“K2-18 b es un exoplaneta en tránsito, lo que significa que podemos detectar una caída en el brillo cuando pasa por la cara de su estrella anfitriona. Así se descubrió por primera vez el exoplaneta en 2015 con la misión K2 de la NASA. Esto significa que durante los tránsitos una pequeña fracción de la luz de las estrellas atravesará la atmósfera del exoplaneta antes de llegar a telescopios como Webb”, precisaron desde la agencia espacial norteamericana.

El paso de la luz de las estrellas a través de la atmósfera del exoplaneta deja rastros que los astrónomos pueden reconstruir para determinar los gases de la atmósfera del exoplaneta.

“Este resultado sólo fue posible gracias al rango extendido de longitudes de onda y a la sensibilidad sin precedentes de Webb, que permitió una detección sólida de características espectrales con sólo dos tránsitos. A modo de comparación, una observación de tránsito con Webb proporcionó una precisión comparable a ocho observaciones con el Hubble realizadas durante unos pocos años y en un rango de longitud de onda relativamente estrecho”, dijo Madhusudhan.

“Estos resultados son el producto de sólo dos observaciones de K2-18 b, y hay muchas más en camino. Esto significa que nuestro trabajo aquí no es más que una demostración temprana de lo que Webb puede hacer, que es observar exoplanetas de zonas habitables”, concluyó el miembro del equipo Savvas Constantinou de la Universidad de Cambridge.