Hubble encuentra vapor de agua en la atmósfera de un pequeño exoplaneta

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Utilizando el Telescopio Espacial Hubble, astrónomos han descubierto moléculas de agua en la atmósfera de un pequeño exoplaneta extremadamente caliente a 97 años luz de la Tierra.

El planeta, llamado GJ 9827d, tiene aproximadamente el doble del diámetro de la Tierra y es el exoplaneta más pequeño que tiene vapor de agua en su atmósfera, según un nuevo estudio.

El agua es esencial para la vida tal como la conocemos, pero es poco probable que el planeta albergue algún tipo de vida debido a las altas temperaturas que convertirían la atmósfera rica en agua en vapor abrasador.

Los astrónomos aún tienen que descubrir la verdadera naturaleza de la atmósfera de este mundo inusual, pero este descubrimiento allana el camino para futuras investigaciones en su búsqueda por comprender los orígenes de los planetas fuera de nuestro sistema solar.

Los hallazgos aparecieron en un informe publicado el jueves en Cartas de revistas astrofísicas.

«El agua en un planeta tan pequeño es un descubrimiento histórico», dijo en un comunicado la coautora del estudio Laura Kreidberg, directora general de la División de Física Atmosférica Exoplanetaria del Instituto Max Planck de Astronomía en Heidelberg, Alemania. «Está más cerca que nunca de caracterizar mundos verdaderamente similares a la Tierra».

Sin embargo, la temperatura del planeta alcanza los 427°C (800°F), lo que lo convierte en un mundo humeante, inhóspito y caluroso como Venus.

«Esta será la primera vez que podremos demostrar directamente a través de la detección atmosférica que estos planetas con atmósferas ricas en agua pueden existir realmente alrededor de otras estrellas», dijo el coautor del estudio Björn Beneke, profesor del Instituto de Investigación Trottier de la Universidad de Montreal. Exoplanetas, en un comunicado. «Este es un paso importante para determinar la prevalencia y diversidad de atmósferas en planetas rocosos».

Actualmente, el equipo de investigación no puede decir si Hubble ha capturado rastros de vapor de agua dentro de una atmósfera hinchada y rica en hidrógeno o si el planeta tiene una atmósfera rica en agua porque la estrella anfitriona evaporó la atmósfera de hidrógeno y helio original de GJ 9827d.

«Nuestro programa de observación, dirigido por el investigador principal Ian Crosfield de (Universidad de Kansas) en Lawrence, Kansas, fue diseñado específicamente con el objetivo no sólo de detectar moléculas en la atmósfera del planeta, sino también de buscar específicamente vapor de agua». «Cualquiera de los resultados sería emocionante, ya sea que el vapor de agua sea dominante o solo una pequeña especie en una atmósfera dominada por el hidrógeno», dijo en un comunicado el autor principal del estudio, Pierre-Alexis Roy, estudiante de doctorado en el Instituto Trottier de la Universidad de Montreal. .

La misión Kepler de la NASA descubrió por primera vez el planeta orbitando una estrella enana roja en la constelación de Piscis en 2017. El exoplaneta completa una órbita alrededor de su estrella anfitriona cada 6,2 días.

Los astrónomos observaron el planeta GJ 9827d durante 11 tránsitos, o las veces que el planeta cruzó frente a su estrella durante su órbita, durante un período de tres años. Filtrar la luz de las estrellas a través de la atmósfera del planeta ayudó a los astrónomos a medir la firma de las moléculas de agua.

«Hasta ahora, no hemos podido detectar directamente la atmósfera de un planeta pequeño como este. Poco a poco nos estamos adentrando en este sistema», dijo Beinecke. «En algún momento, cuando estudiemos planetas pequeños, tiene que haber una transición donde ya no hay hidrógeno”. «Estos pequeños mundos tienen una atmósfera similar a la de Venus (dominada por dióxido de carbono)».

Comprender más sobre la atmósfera del planeta podría ayudar a los astrónomos a clasificar exactamente qué tipo de mundo es GJ 9827d. Actualmente, el equipo tiene dos teorías posibles.

Es probable que el planeta sea un mini-Neptuno, con una atmósfera rica en hidrógeno que contiene vapor de agua. De ser así, GJ 9827d probablemente se formó a una distancia mayor de su estrella anfitriona que su ubicación actual, lo que significa que el planeta habría sido más frío y habría estado presente agua en forma de hielo (similar a Neptuno y Urano, los planetas más distantes en nuestro sistema solar). .

A medida que el planeta se acercaba a su estrella y quedaba expuesto a más radiación estelar, el hidrógeno se calentaba y escapaba, o sigue escapando, según los investigadores.

O los astrónomos sospechan que GJ 9827d puede ser una versión más cálida de Europa, la luna helada de Júpiter, que tiene un océano debajo de una gruesa corteza helada. Beneke dijo que el planeta puede ser mitad agua y mitad roca.

El agua es una de las moléculas más comunes que se encuentran en todo el universo y, durante muchos años, los astrónomos han incluido el descubrimiento del agua como una parte más importante de la búsqueda de vida extraterrestre.

«Observar el agua es una puerta de entrada para encontrar otras cosas», dijo en un comunicado el coautor del estudio Thomas Green, astrofísico del Centro de Investigación Ames de la NASA en Silicon Valley, California. «Este descubrimiento del Hubble abre la puerta a futuros estudios de este tipo de planetas con el Telescopio Espacial James Webb. Con observaciones infrarrojas adicionales, el Telescopio Espacial James Webb puede ver mucho más, incluidas moléculas que contienen carbono, como monóxido de carbono, dióxido de carbono y metano Una vez que tenemos un inventario total de los elementos de un planeta, podemos compararlos con la estrella que orbita y comprender cómo se formó.

Los astrónomos ya han observado GJ 9827d utilizando el telescopio Webb para buscar agua y otros tipos de moléculas, y esos datos se compartirán en el futuro.

«Estamos ansiosos por ver qué revelan estos datos», dijo Kreidberg. «Esperamos poder resolver el asunto de los Reinos del Agua de una vez por todas».