Un equipo astrónomos de la Universidad de Cambridge ha descubierto que un exoplaneta más de dos veces mayor que la Tierra podría ser potencialmente habitable. Se trata de K2-18b, un exoplaneta que se encuentra a 124 años luz de distancia, tiene 2,6 veces el radio y 8,6 veces la masa de la Tierra, y orbita dentro de la zona habitable de su estrella.
Utilizando la masa, el radio y los datos atmosféricos de este planeta, los científicos de la Universidad de Cambridge, responsables de este nuevo trabajo que publica The Astrophysical Journal Letters, han determinado que es posible que esta supertierra aloje agua líquida en condiciones habitables bajo su atmósfera rica en hidrógeno.
El planeta fue objeto de una importante cobertura mediática en el otoño de 2019, cuando dos equipos diferentes informaron la detección de vapor de agua en su atmósfera rica en hidrógeno. Sin embargo, la extensión de la atmósfera y las condiciones del interior debajo seguían siendo desconocidas.
"Se ha detectado vapor de agua en las atmósferas de una serie de exoplanetas, pero, incluso si el planeta está en la zona habitable, no significa necesariamente que haya condiciones habitables en la superficie", explica Nikku Madhusudhan, del Instituto de Astronomía de Cambridge, que ha dirigidp esta nueva investigación. "Para establecer las perspectivas de habitabilidad, es importante obtener una comprensión unificada de las condiciones interiores y atmosféricas en el planeta, en particular, si el agua líquida puede existir debajo de la atmósfera".
Dado el gran tamaño de K2-18b, se ha sugerido que se parecería más a una versión pequeña de Neptuno que a una versión más grande de la Tierra. Se espera que un 'mini-Neptuno' tenga una 'envoltura' de hidrógeno significativa que rodea una capa de agua a alta presión, con un núcleo interno de roca y hierro. Si la envoltura de hidrógeno es demasiado gruesa, la temperatura y la presión en la superficie de la capa de agua debajo serían demasiado grandes para soportar la vida.
Ahora, Madhusudhan y su equipo han demostrado que a pesar del tamaño de K2-18b, su capa externa de hidrógeno no es tan extensa se pensaba y podría contener agua en condiciones adecuadas para soportar la vida. Su atmósfera es rica en hidrógeno pero también contiene una significativa cantidad de vapor de agua. También descubrieron que los niveles de otras sustancias químicas como el metano y el amoníaco eran más bajos de lo esperado para dicha atmósfera. Queda por ver si estos niveles pueden atribuirse a procesos biológicos.
Luego, el equipo utilizó las propiedades atmosféricas como condiciones de contorno para los modelos del interior planetario. Exploraron una amplia gama de modelos que podrían explicar las propiedades atmosféricas, así como la masa y el radio del planeta. Esto les permitió obtener el rango de condiciones de habitabilidad posibles en el interior, incluida la extensión de la envoltura de hidrógeno y las temperaturas y presiones en la capa de agua.
Los investigadores encontraron que la extensión máxima de la capa de hidrógeno permitida por los datos es de alrededor del 6% de la masa del planeta, aunque la mayoría de las soluciones requieren mucho menos. La cantidad mínima de hidrógeno es aproximadamente una millonésima en masa, similar a la fracción de masa de la atmósfera de la Tierra. En particular, una serie de escenarios permiten un mundo oceánico, con agua líquida debajo de la atmósfera a presiones y temperaturas similares a las que se encuentran en los océanos de la Tierra.
Este estudio abre la puerta a la búsqueda de condiciones habitables y biofirmas fuera del sistema solar a exoplanetas que son significativamente más grandes que la Tierra, más allá de los exoplanetas similares a la Tierra. Además, los planetas como K2-18b son más accesibles para las observaciones atmosféricas con instalaciones de observación actuales y futuras.
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