Científicos advierten que algunos exoplanetas podrían ocultar reservas de agua imposibles de detectar

Un estudio de la Universidad de Chicago plantea que los mini-Neptunos, el tipo de planeta más común catalogado en la galaxia, podrían almacenar agua en capas profundas invisibles incluso para el telescopio James Webb, una posibilidad que altera la forma en que los científicos interpretan la composición de estos mundos y su formación.

El trabajo, publicado en The Astrophysical Journal, se centra en una clase de planetas algo más pequeños que Neptuno y sin equivalente en el sistema solar. Esa ausencia de comparación directa obliga a reconstruir su estructura mediante simulaciones que combinan observaciones, química, física y ciencia planetaria.

Según la investigación, el agua podría estar presente en mayor cantidad de la que sugieren las atmósferas observables. La hipótesis surgió al revisar un supuesto extendido en los últimos años: que, por ser planetas cálidos, sus moléculas debían estar bien mezcladas y que, por eso, la atmósfera ofrecía una aproximación fiable de lo que había en el interior.

Caroline Piaulet-Ghorayeb, investigadora postdoctoral de la Universidad de Chicago y primera autora del estudio, dijo que “es muy posible que estos planetas oculten mucha más agua de la que sus atmósferas dejan entrever”. Añadió que el problema importa tanto porque el agua es básica para la vida tal como se la conoce como porque obliga a leer con más cuidado los datos de los nuevos telescopios.

El agua podría quedar por debajo del hidrógeno

La mayor parte de los planetas del universo orbitan estrellas lejanas, lo que dificulta observarlos de forma directa porque el brillo estelar domina la escena. Para sortear esa limitación, instrumentos como el James Webb analizan la luz de la estrella cuando atraviesa la atmósfera de un planeta.

Ese método permite identificar moléculas presentes en la atmósfera, pero no resuelve por sí solo cómo es el interior. Piaulet-Ghorayeb resumió esa dificultad con una pregunta central: “El reto consiste en cómo extrapolar lo que hay en la atmósfera a cómo es la superficie”.

Los mini-Neptunos son un caso especialmente difícil. Son demasiado densos para ser gigantes gaseosos como Júpiter y no lo bastante densos para entrar en la categoría de planetas rocosos como la Tierra, de modo que los científicos los describen como combinaciones de roca, gas y agua, aunque sin conocer con precisión cómo se distribuyen esos componentes en cada mundo.

Para estudiar ese problema, el equipo tomó como caso a TOI-270 d, un planeta que orbita una estrella en la constelación de Pictor. El Webb había detectado en su atmósfera hidrógeno, metano y dióxido de carbono, moléculas que, según los investigadores, deberían aparecer acompañadas por agua abundante.

El análisis examinó con más detalle en qué condiciones el hidrógeno y el agua se mezclan o se separan. La conclusión fue que esa relación depende en gran medida de la composición exacta de la mezcla y de las condiciones físicas presentes en el planeta.

El estudio sostiene que en atmósferas frías, o cuando el agua es muy abundante, como podría ocurrir en TOI-270 d, el agua puede hundirse bajo el hidrógeno por ser este más liviano. Si eso sucede, quedaría fuera del alcance de los telescopios, que solo pueden leer la capa atmosférica superior.

El trabajo también recuerda que el agua no se comporta siempre del mismo modo. Puede presentarse congelada, en estado gaseoso, líquida o como fluido supercrítico, una fase que alcanza bajo presiones extremadamente altas.

Eliza Kempton, coautora del estudio y profesora, explicó que con las técnicas actuales todavía no es posible confirmar ni descartar a qué categoría pertenece TOI-270 d. Por ahora, indicó, este grupo de planetas permanece en una zona gris.

Los autores consideran poco probable que TOI-270 d y otros mundos parecidos sean habitables. Si contienen agua, estaría sometida a presiones y temperaturas extremas bajo atmósferas densas y pesadas.

Aun así, entender mejor la física y la química de estos planetas puede ampliar el conocimiento sobre la formación planetaria en general y, con ello, mejorar la búsqueda de mundos habitables. Leslie Rogers, profesora asociada y coautora del estudio, señaló que el agua es una de las moléculas más difíciles de identificar porque tiene una densidad intermedia y “podría simularse con una mezcla de roca y gas”. Según la investigadora, el objetivo es reunir todas las restricciones posibles para resolver ese problema.