El telescopio espacial Webb detecta moléculas clave en el exoplaneta K2-18 b

El concepto de este artista muestra cómo se vería el exoplaneta K2-18 b según datos científicos. K2-18 b, un exoplaneta de 8,6 veces el tamaño de la Tierra, orbita la fría estrella enana K2-18 en la zona habitable y se encuentra a 120 años luz de la Tierra. El telescopio espacial James Webb de la NASA reveló que K2-18 b contiene moléculas que contienen carbono, incluidos metano y dióxido de carbono. La presencia de metano y dióxido de carbono y la falta de amoníaco apoyan la hipótesis de que puede existir un océano de agua debajo de la atmósfera rica en hidrógeno en K2-18 b. Crédito: NASA, ESA, CSA, Joseph Olmsted (STScI), Nikku Madhusthan (IoA)

Los datos sugieren que el exoplaneta tiene una posible superficie oceánica líquida.

Se han descubierto moléculas portadoras de carbono en la atmósfera de la zona habitable extraterrestre Grupo Internacional de Astrónomos utilizando datos de K2-18 b NASAs El telescopio espacial James Webb. Estos resultados son consistentes con un exoplaneta que tiene una superficie cubierta de océano debajo de una atmósfera rica en hidrógeno. El descubrimiento proporciona una visión fascinante de un planeta como ningún otro en nuestro sistema solar y plantea posibilidades interesantes sobre mundos habitables en otras partes del universo.

Composición atmosférica del exoplaneta K2-18 b

Los espectros de K2-18 b, obtenidos con NIRISS (Near-Infrared Imager and Slitless Spectrograph) y NIRSpec (Near-Infrared Spectroscope) de Webb, muestran abundante metano y dióxido de carbono en la atmósfera del exoplaneta, así como una posible molécula detectora llamada sulfuro de dimetilo. (DMS). La detección de metano y dióxido de carbono y la falta de amoníaco apoyan la hipótesis de que K2-18 b puede tener un océano de agua debajo de una atmósfera rica en hidrógeno. K2-18 b, 8,6 veces más grande que la Tierra, orbita la fría estrella enana K2-18 en la zona habitable y está a 120 años luz de la Tierra. Crédito: NASA, ESA, CSA, Ralf Crawford (STScI), Joseph Olmsted (STScI), Nikku Madhusudhan (IoA)

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

K2-18b, un exoplaneta de 8,6 veces el tamaño de la Tierra, fue descubierto por el telescopio espacial James Webb de la NASA y reveló 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 puede ser un exoplaneta hissiano, con una atmósfera rica en hidrógeno y una superficie cubierta de océanos de agua.

La primera idea de las propiedades atmosféricas de este exoplaneta de la zona habitable provino de observaciones realizadas por el Telescopio Espacial Hubble de la NASA.

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. Los exoplanetas, como K2-18 b, tienen el tamaño de la Tierra y Neptuno, diferente a todo lo que hay en nuestro sistema solar. Como no hay planetas equivalentes cercanos, estos ‘subneptunos’ no se conocen bien y la naturaleza de sus atmósferas es objeto de intenso debate entre los astrónomos.

Implicaciones para la vida en exoplanetas

La idea de que el subNeptuno K2-18 b pueda ser un exoplaneta hissiano es intrigante, y algunos astrónomos creen que estos mundos son entornos prometedores para buscar evidencia de vida en exoplanetas.

«Nuestros hallazgos subrayan la importancia de considerar diferentes entornos habitables en la búsqueda de vida en otros lugares», dijo Nikku Madhusuthan, astrónomo de la Universidad de Cambridge y autor principal del artículo que anuncia que estos resultados son óptimos.

La presencia de metano y dióxido de carbono y la falta de amoníaco apoyan la hipótesis de que puede existir un océano de agua debajo de la atmósfera rica en hidrógeno en K2-18 b. Estas primeras observaciones de la red también proporcionaron la posible detección de una molécula llamada sulfuro de dimetilo (TMS). En la Tierra, es producido únicamente por la vida. La mayor parte del DMS en la atmósfera terrestre es emitido por el fitoplancton en el medio marino.

El supuesto de DMS es menos sólido y requiere mayor verificación.

«Las próximas observaciones web podrían confirmar que el DMS está presente en cantidades significativas en la atmósfera de K2-18 b», explicó Madhusudhan.

Características de las atmósferas de los exoplanetas.

K2-18 b está en la zona habitable y ahora se sabe que contiene moléculas que contienen carbono, lo que no significa necesariamente que el planeta pueda albergar vida. El gran tamaño del planeta (2,6 veces el radio de la Tierra) significa que el interior del planeta puede tener hielo de alta presión como Neptuno, pero una delgada atmósfera rica en hidrógeno y una superficie oceánica. Se predice que los mundos hissianos tendrán océanos de agua. Sin embargo, el océano está demasiado caliente para ser habitable o líquido.

«Aunque este tipo de planeta no existe en nuestro sistema solar, los subneptunos 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 completo de la zona habitable subneptuno hasta la fecha, y esto nos permitió modelar las moléculas presentes en su atmósfera».

Caracterizar las atmósferas de exoplanetas como K2-18 b, es decir, identificar sus gases y estados físicos, es un área muy activa de la astronomía. Sin embargo, el resplandor de estos planetas proveniente de sus estrellas madre más masivas hace que explorar las atmósferas de los exoplanetas sea particularmente desafiante.

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 disminución en el brillo a medida que pasa por la cara de su estrella anfitriona. El exoplaneta fue descubierto por primera vez por la misión K2 de la NASA en 2015. Esto significa que una pequeña fracción de la luz de las estrellas durante el tránsito pasa a través de la atmósfera del exoplaneta antes de llegar a telescopios como el de 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 determinar los gases de la atmósfera del exoplaneta.

Las habilidades de James Webb y las investigaciones futuras.

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

«Estos resultados son el resultado de dos observaciones de K2-18 b, y habrá muchas más por venir», explicó el miembro del equipo Savvas Constantino de la Universidad de Cambridge. «Nuestro trabajo aquí es una demostración temprana de lo que WEB puede observar en exoplanetas de zonas habitables».

Los resultados del panel fueron aceptados para su publicación en The Cartas de revistas astrofísicas.

El equipo ahora planea llevar a cabo más investigaciones con el espectrógrafo 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 cambiará nuestra comprensión de nuestro lugar en el universo», concluyó Madhusudhan. «Nuestros hallazgos son un paso prometedor en esta búsqueda de una comprensión más profunda de los mundos hissianos».

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

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