La nueva clase de exoplanetas habitables es ‘un gran paso adelante’ en la búsqueda de vida

Impresión artística de un planeta Hycean.
Crédito: Amanda Smith.

Los astrónomos han identificado una nueva clase de exoplaneta muy diferente a la nuestra, pero que podría albergar vida, lo que podría acelerar enormemente la búsqueda de vida fuera de nuestro Sistema Solar.

En la búsqueda de vida en otros lugares, los astrónomos han buscado principalmente planetas de tamaño, masa, temperatura y composición atmosférica similares a la Tierra. Sin embargo, los astrónomos de la Universidad de Cambridge creen que existen posibilidades más prometedoras.

Los investigadores han identificado una nueva clase de planetas habitables, denominados planetas ‘Hycean’, planetas cubiertos de océanos con atmósferas ricas en hidrógeno, que son más numerosos y observables que los planetas similares a la Tierra.

Los investigadores dicen que los resultados, publicados en The Astrophysical Journal, podrían significar que encontrar biofirmas de vida fuera de nuestro Sistema Solar en los próximos años es una posibilidad real.

“Los planetas Hycean abren una vía completamente nueva en nuestra búsqueda de vida en otros lugares”, dijo el Dr. Nikku Madhusudhan del Instituto de Astronomía de Cambridge, quien dirigió la investigación.

Muchos de los principales candidatos a Hycean identificados por los investigadores son más grandes y más calientes que la Tierra, pero aún tienen las características para albergar grandes océanos que podrían sustentar una vida microbiana similar a la que se encuentra en algunos de los entornos acuáticos más extremos de la Tierra.

Estos planetas también permiten una zona habitable mucho más amplia, o «zona Ricitos de Oro«, en comparación con los planetas similares a la Tierra. Esto significa que aún podrían albergar vida a pesar de que se encuentran fuera del rango donde un planeta similar a la Tierra debería estar para ser habitable.

Se han descubierto miles de planetas fuera de nuestro Sistema Solar desde que se identificó el primer exoplaneta hace casi 30 años. La gran mayoría son planetas entre los tamaños de la Tierra y Neptuno y a menudo se los conoce como ‘super-Tierras’ o ‘mini-Neptunos’: pueden ser predominantemente gigantes rocosos o de hielo con atmósferas ricas en hidrógeno, o algo intermedio.

La mayoría de los mini-Neptuno son más de 1,6 veces el tamaño de la Tierra: más pequeños que Neptuno pero demasiado grandes para tener interiores rocosos como la Tierra. Estudios anteriores de tales planetas han encontrado que la presión y la temperatura debajo de sus atmósferas ricas en hidrógeno serían demasiado altas para sustentar la vida.

El Mini Neptuno Kepler-18b abre las puertas de una nueva clase de planetas capaces de albergar vida

Sin embargo, un estudio reciente sobre el mini-Neptuno K2-18b realizado por el equipo de Madhusudhan encontró que en ciertas condiciones estos planetas podrían albergar vida. El resultado condujo a una investigación detallada sobre la gama completa de propiedades planetarias y estelares para las que son posibles estas condiciones, qué exoplanetas conocidos pueden satisfacer esas condiciones y si sus biofirmas pueden ser observables.

El estudio llevó a los investigadores a identificar una nueva clase de planetas, los planetas Hycean, con océanos masivos en todo el planeta debajo de atmósferas ricas en hidrógeno. Los planetas Hycean pueden ser hasta 2,6 veces más grandes que la Tierra y tener temperaturas atmosféricas de hasta casi 200 grados Celsius, dependiendo de sus estrellas anfitrionas, pero sus condiciones oceánicas podrían ser similares a las propicias para la vida microbiana en los océanos de la Tierra. Tales planetas también incluyen mundos Hycean «oscuros» bloqueados por mareas que pueden tener condiciones habitables solo en sus lados nocturnos permanentes, y mundos Hycean «fríos» que reciben poca radiación de sus estrellas.

Los planetas de este tamaño dominan la población de exoplanetas conocida, aunque no se han estudiado con tanto detalle como las super-Tierras. Es probable que los mundos hycean sean bastante comunes, lo que significa que los lugares más prometedores para buscar vida en otras partes de la Galaxia pueden haberse escondido a plena vista.

El tamaño por sí solo no es suficiente para confirmar si un planeta es Hycean

Sin embargo, el tamaño por sí solo no es suficiente para confirmar si un planeta es Hycean: se requieren otros aspectos como la masa, la temperatura y las propiedades atmosféricas para su confirmación.

Al tratar de determinar cómo son las condiciones en un planeta a muchos años luz de distancia, los astrónomos primero deben determinar si el planeta se encuentra en la zona habitable de su estrella y luego buscar firmas moleculares para inferir la estructura atmosférica e interna del planeta, que gobiernan las condiciones de la superficie, la presencia de océanos y el potencial de vida.

Los astrónomos también buscan ciertas firmas biológicas que podrían indicar la posibilidad de vida. Muy a menudo, estos son oxígeno, ozono, metano y óxido nitroso, que están todos presentes en la Tierra. También hay una serie de otros biomarcadores, como el cloruro de metilo y el sulfuro de di metilo, que son menos abundantes en la Tierra, pero pueden ser indicadores prometedores de vida en planetas con atmósferas ricas en hidrógeno donde el oxígeno o el ozono pueden no ser tan abundantes.

«Esencialmente, cuando hemos estado buscando estas diversas firmas moleculares, nos hemos centrado en planetas similares a la Tierra, que es un lugar razonable para comenzar», dijo Madhusudhan. «Pero creemos que los planetas Hycean ofrecen una mejor oportunidad de encontrar varios rastros de biofirmas».

“Es emocionante que existan condiciones habitables en planetas tan diferentes a la Tierra”, dijo la coautora Anjali Piette, también de Cambridge.

Madhusudhan y su equipo encontraron que una serie de trazas de biomarcadores terrestres que se espera estén presentes en las atmósferas de los Hycean serían fácilmente detectables con observaciones espectroscópicas en un futuro próximo. Los tamaños más grandes, las temperaturas más altas y las atmósferas ricas en hidrógeno de los planetas Hycean hacen que sus firmas atmosféricas sean mucho más detectables que los planetas similares a la Tierra.

Esperando el lanzamiento del JWST para el estudio de estos mundos

El equipo de Cambridge identificó una muestra considerable de mundos Hycean potenciales que son los principales candidatos para un estudio detallado con telescopios de próxima generación, como el Telescopio Espacial James Webb (JWST), que se lanzará a finales de este año. Todos estos planetas orbitan estrellas enanas rojas a entre 35 y 150 años luz de distancia: cerca de los estándares astronómicos. Las observaciones del JWST ya planificadas del candidato más prometedor, K2-18b, podrían conducir a la detección de una o más moléculas de firma biológica.

«Una detección de biofirma transformaría nuestra comprensión de la vida en el universo», dijo Madhusudhan.  “Necesitamos ser abiertos sobre dónde esperamos encontrar vida y qué forma podría tomar esa vida, ya que la naturaleza continúa sorprendiéndonos de maneras a menudo inimaginables”.

El paper Nikku Madhusudhan, Anjali A. A. Piette, and Savvas Constantinou. ‘Habitability and Biosignatures of Hycean Worlds.’ The Astrophysical Journal (2021). DOI: 10.3847/1538-4357/abfd9c

(El documento también se puede ver en arXiv.)

Fuente: University of Cambridge Research‘.

Artículo original:New class of habitable exoplanets are ‘a big step forward’ in the search for life‘. August 26, 2021.

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