El Telescopio Espacial Webb detecta moléculas importantes en el exoplaneta K2-18b

Los datos sugieren un exoplaneta con una posible superficie oceánica líquida

Se han detectado moléculas portadoras de carbono en la atmósfera de la zona habitable exoplaneta K2-18 b por un equipo internacional de astrónomos utilizando datos de NASA‘s Telescopio espacial James Webb. Estos resultados son consistentes con la existencia de un exoplaneta que puede tener una superficie cubierta de océanos bajo una atmósfera rica en hidrógeno. El descubrimiento proporciona una visión fascinante de un planeta como ningún otro en nuestro sistema solar y plantea perspectivas intrigantes sobre mundos potencialmente habitables en otras partes del universo.

Los espectros de K2-18 b, obtenidos con el instrumento NIRISS (espectrógrafo sin rendija y generador de imágenes de infrarrojo cercano) de Webb y el NIRSpec (espectrómetro de infrarrojo cercano), muestran una abundancia de metano y dióxido de carbono en la atmósfera del exoplaneta, así como… Posible descubrimiento de un exoplaneta. Una molécula llamada sulfuro de dimetilo (DMS). La detección de deficiencia de metano, dióxido de carbono y amoníaco respalda la hipótesis de que puede haber un océano de agua bajo una atmósfera rica en hidrógeno en K2-18 b. K2-18 b, de 8,6 veces la masa de la Tierra, orbita la fría estrella enana K2-18 en la zona habitable y se encuentra a 120 años luz de la Tierra. Créditos de imagen: NASA, ESA, Agencia Espacial Canadiense, Ralph Crawford (STScI), Joseph Olmstead (STScI), Niko Madhusudan (IoA)

Webb detecta metano y dióxido de carbono en la atmósfera de K2-18b

Una nueva investigación realizada por el Telescopio Espacial James Webb de la NASA de K2-18 b, un exoplaneta de 8,6 veces la masa de la Tierra, ha revelado la presencia de moléculas que contienen carbono, incluidos metano y dióxido de carbono. El descubrimiento de Webb se suma a estudios recientes que sugieren que K2-18 b podría ser un exoplaneta, uno con el potencial de tener una atmósfera rica en hidrógeno y una superficie cubierta por un océano de agua.

La primera comprensión de las propiedades atmosféricas de este planeta en la zona habitable provino de las observaciones del Telescopio Espacial Hubble de la NASA, lo que dio lugar a nuevos estudios que desde entonces han cambiado nuestra comprensión del sistema.

K2-18 b orbita la fría estrella enana K2-18 en la zona habitable y se encuentra a 120 años luz de la Tierra en la constelación de Leo. Exoplanetas como K2-18 b, cuyo tamaño varía desde la Tierra hasta… NeptunoNo se parece a nada en nuestro sistema solar. Esta falta de planetas cercanos equivalentes significa que estos «planetas subneptunianos» no se comprenden bien, y la naturaleza de sus atmósferas es objeto de activo debate entre los astrónomos.

Implicaciones para la vida extrasolar

La sugerencia de que el planeta subneptuniano K2-18 b podría ser un exoplaneta es intrigante, ya que algunos astrónomos creen que estos mundos son entornos prometedores para buscar evidencia de vida en exoplanetas.

«Nuestros hallazgos subrayan la importancia de considerar diversos entornos habitables cuando se busca vida en otros lugares», explicó Nico Madhusudan, astrónomo de la Universidad de Cambridge y autor principal del artículo que anuncia los hallazgos. «Tradicionalmente, la búsqueda de vida en exoplanetas se ha centrado principalmente en planetas rocosos más pequeños, pero los mundos de Hesse más grandes son más adecuados para las observaciones atmosféricas».

La abundancia de metano y dióxido de carbono, y la falta de amoníaco, apoyan la hipótesis de que puede haber un océano de agua bajo una atmósfera rica en hidrógeno en K2-18 b. Estas observaciones iniciales de Webb también proporcionaron el posible descubrimiento de una molécula llamada sulfuro de dimetilo (DMS). En la Tierra, esto sólo lo produce la vida. La mayor parte del DMS en la atmósfera terrestre es emitido por el fitoplancton en ambientes marinos.

La conclusión del DMS es menos sólida y requiere mayor validación.

«Las próximas observaciones de Webb deberían poder confirmar si DMS está realmente presente en la atmósfera de K2-18 b en niveles significativos», explicó Madhusudan.

Caracterizando las atmósferas de los exoplanetas.

Si bien K2-18 b está ubicado en la zona habitable y ahora se sabe que alberga moléculas que contienen carbono, esto no significa necesariamente que el planeta pueda albergar vida. El gran tamaño del planeta (su radio es 2,6 veces el de la Tierra) significa que el interior del planeta probablemente contenga un gran manto de hielo a alta presión, como el de Neptuno, pero con una atmósfera más delgada, rica en hidrógeno y una superficie oceánica. Se espera que los mundos de Hesse contengan océanos de agua. Sin embargo, también es posible que el océano esté demasiado caliente para ser habitable o líquido.

«Aunque este tipo de planeta no existe en nuestro sistema solar, los planetas subneptunianos 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. «Obtuvimos el espectro más detallado de la subzona habitable de Neptuno hasta la fecha, lo que nos permitió identificar moléculas en su atmósfera».

Caracterizar las atmósferas de exoplanetas como K2-18 b, es decir, determinar sus gases y sus condiciones físicas, es un campo muy activo en astronomía. Sin embargo, estos planetas quedan literalmente eclipsados ​​por el resplandor de sus estrellas más grandes, lo que dificulta especialmente el estudio de las atmósferas de los exoplanetas.

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 fue como la misión K2 de la NASA descubrió por primera vez el exoplaneta en 2015. Esto significa que durante el tránsito, una pequeña porción de la luz estelar atravesará la atmósfera del exoplaneta antes de llegar a telescopios como Webb. El paso de la luz de las estrellas a través de la atmósfera de un exoplaneta deja rastros que los astrónomos pueden reconstruir para identificar gases en la atmósfera del exoplaneta.

Capacidades de James Webb e investigaciones futuras.

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

«Estos resultados son el resultado de sólo dos observaciones de K2-18 b, y hay más en camino», explicó el miembro del equipo Savvas Constantinou de la Universidad de Cambridge. «Esto significa que nuestro trabajo aquí es sólo una demostración temprana de lo que Webb podría observar en exoplanetas en la zona habitable».

Los hallazgos del equipo han sido aceptados para su publicación en The Cartas de revistas astrofísicas.

El equipo ahora tiene la intención de realizar investigaciones de seguimiento utilizando el espectrómetro MIRI (instrumento de infrarrojo medio) del telescopio, que esperan valide aún más sus hallazgos y proporcione nuevos conocimientos sobre las condiciones ambientales en K2-18 b.

«Nuestro objetivo final es identificar vida en un exoplaneta habitable, lo que cambiaría nuestra comprensión de nuestro lugar en el universo», concluyó Madhusudan. «Nuestros hallazgos son un paso prometedor hacia una comprensión más profunda de los mundos de Hesse en este esfuerzo».

El Telescopio Espacial James Webb de la NASA es el principal observatorio científico espacial del mundo. Resuelve los misterios de nuestro sistema solar, mira más allá de los mundos distantes alrededor de otras estrellas y explora las misteriosas estructuras y orígenes de nuestro universo y nuestro lugar en él. WEB es un programa internacional liderado por la NASA con su socio la Agencia Espacial Europea (ESA).Agencia Espacial Europea) y la Agencia Espacial Canadiense.