Los exoplanetas con recursos hídricos se consideran las mejores posibilidades para la vida extraterrestre. Pero detectar agua en mundos distantes no es fácil. Ahora, por primera vez, los astrónomos han logrado detectar la firma espectral del vapor de agua en la envoltura gaseosa de un exoplaneta cercano. El planeta GJ 9872d está a sólo 97 años luz de distancia y tiene aproximadamente el doble del tamaño de la Tierra. Se considera un posible mundo acuático debido a su baja densidad. Los datos actuales también representan la primera detección espectral de agua en un exoplaneta tan pequeño, informa el equipo. Sin embargo, este mundo acuático no es propicio para la vida: el planeta es tan caliente como Venus.
La búsqueda de vida en el espacio está estrechamente ligada a la búsqueda de agua en exoplanetas. Porque esta molécula se considera un requisito previo importante para la vida biológica tal como la conocemos. Las células necesitan agua como disolvente y como ayuda para reacciones bioquímicas. Sin embargo, aunque el H2O es una de las moléculas más comunes en el cosmos, es difícil detectarlo claramente en exoplanetas utilizando los instrumentos astronómicos actuales. La mayoría de los descubrimientos anteriores de posibles mundos acuáticos se basaron únicamente en datos sobre la densidad de estos planetas, pero estos datos también podrían reducirse por otras razones. Es mucho más claro cuando los astrónomos pueden detectar la presencia de vapor de agua en la atmósfera de un exoplaneta, especialmente si también tiene una densidad que sugiere océanos extensos.
Clara firma espectral del agua en la envoltura del gas.
Esto es exactamente lo que pudo haber logrado un equipo dirigido por Pierre-Alexis Roy de la Universidad de Montreal. Para su estudio, los astrónomos utilizaron el Telescopio Espacial Hubble para examinar el espectro de luz del exoplaneta GJ 9872d, a 97 años luz de distancia. Este planeta tiene aproximadamente el doble del tamaño de la Tierra y pesa alrededor de 3,4 masas terrestres. Esto significa que podría ser una súper Tierra rica en gas o un pequeño subNeptuno. A medida que GJ 9872d pasa frente a su estrella similar al Sol tal como la vemos, se pueden detectar firmas espectrales de su envoltura de gas a la luz de las estrellas. La luz de la estrella brilla a través de su capa de gas y los átomos y moléculas allí presentes dejan líneas de absorción en el espectro luminoso. «Nuestro programa de observación se desarrolló con el objetivo no sólo de detectar moléculas en la atmósfera del planeta, sino también de buscar específicamente vapor de agua», explica Roy.
Los análisis espectrales mostraron una clara línea de absorción a 1,4 micrómetros; esto se considera un indicador de la presencia de agua. Sin embargo, esta firma por sí sola no revela claramente cuánto vapor de agua tiene GJ 9872d en su envoltura de gas. En teoría, podría ser una pequeña cantidad de vapor de agua en una atmósfera hinchada de hidrógeno y helio, pero también podría ser una capa compuesta principalmente de vapor de agua. Sin embargo, dada la edad relativamente antigua del exoplaneta, aproximadamente seis mil millones de años, y su proximidad a la estrella madre, los astrónomos consideran más probable esta última hipótesis. Debido a la intensa radiación de la estrella, GJ 9872d debe haber perdido hace mucho tiempo la mayor parte de su hidrógeno original. Esto probablemente dejó una atmósfera caracterizada por vapor de agua, como explican Roy y su equipo.
¿La contraparte cálida de las lunas heladas?
En cualquier caso, la detección espectral de agua en GJ 9872d representa un avance importante: “Esta sería la primera vez que podemos demostrar directamente, mediante el estudio de las atmósferas, que estos planetas ricos en agua realmente existen cerca de otras estrellas”, afirma Roys. Su colega Björn Benneke. «Hasta ahora no hemos podido detectar directamente la atmósfera de un planeta tan pequeño». GJ 9872d es el exoplaneta más pequeño hasta la fecha donde se ha detectado la firma espectral de agua en la envoltura de gas. «El agua en un planeta tan pequeño es un descubrimiento revolucionario», añade la coautora Laura Kreidberg, del Instituto Max Planck de Astronomía de Heidelberg. «Nos acerca más que nunca a caracterizar mundos verdaderamente similares a la Tierra».
Los astrónomos sospechan que GJ 9872d se formó originalmente más lejos de su estrella, más allá de la línea de nieve donde se pueden formar planetas ricos en agua y hielo. «El planeta GJ 9827d puede ser mitad agua y mitad roca», dice Benneke. Esto haría que GJ 9872d fuera similar, por ejemplo, a las lunas de Júpiter, Europa y Ganímedes, en nuestro sistema solar. Sin embargo, después de su formación, el exoplaneta migró hacia el interior hasta su posición actual, cerca de la estrella. Esto provocó que se calentara a temperaturas de alrededor de 400 grados y gran parte del hielo y el agua se evaporaran. “Por lo tanto, GJ 9872d podría ser una versión más grande, más caliente y más cercana a las estrellas de las lunas heladas de nuestro sistema solar”, explican los astrónomos. Un análisis realizado recientemente por astrónomos utilizando el telescopio espacial James Webb podría mostrar cuánta agua hay en este exoplaneta. Utilizando sus espectrómetros infrarrojos de alta resolución, buscaron con más detalle rastros de agua y otras moléculas. «Estamos ansiosos por ver qué revelan estos datos», dice Kreidberg. «Esperamos poder resolver de una vez por todas la cuestión de los mundos acuáticos».
Fuente: Pierre-Alexis Roy (Universidad de Montreal) et al., The Astrophysical Journal Letters, doi: 10.3847/2041-8213/acebf0
