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

Astrónomos que utilizan el telescopio espacial Hubble observaron el exoplaneta más pequeño en el que se ha detectado vapor de agua en su atmósfera. Llamado GJ 9827d, tiene solo aproximadamente el doble del diámetro de la Tierra y podría ser un ejemplo de posibles mundos con atmósferas ricas en agua en otras partes de nuestra galaxia.

GJ 9827d fue descubierto por el telescopio espacial Kepler en 2017. Completa una órbita alrededor de una estrella enana roja cada 6.2 días. La estrella, GJ 9827, se encuentra a 97 años luz de la Tierra en la constelación de Piscis. Crédito: ESA.

«Esta sería la primera vez que podemos demostrar directamente, a través de una detección atmosférica, que estos planetas con atmósferas ricas en agua pueden existir alrededor de otras estrellas», dijo el miembro del equipo Björn Benneke de la Universidad de Montreal, Canadá. «Este es un paso importante hacia la determinación de la prevalencia y diversidad de atmósferas en planetas rocosos».

Sin embargo, aún es demasiado pronto para decir si Hubble midió espectroscópicamente una pequeña cantidad de vapor de agua en una atmósfera hinchada rica en hidrógeno, o si la atmósfera del planeta está compuesta principalmente de agua, dejada atrás después de que una atmósfera primordial de hidrógeno/helio se evaporara bajo la radiación estelar.

«Nuestro programa de observación fue diseñado específicamente con el objetivo no solo de detectar las moléculas en la atmósfera del planeta, sino 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 hidrógeno», aseguró el autor principal del artículo científico, Pierre-Alexis Roy.

«Hasta ahora, no habíamos podido detectar directamente la atmósfera de un planeta tan pequeño. Y estamos ingresando lentamente en este régimen ahora», añadió Björn. «En algún momento, a medida que estudiamos planetas más pequeños, debe haber una transición donde ya no hay más hidrógeno en estos mundos pequeños, y tienen atmósferas más parecidas a Venus —que está dominada por dióxido de carbono—».

Detección de agua en el espectro de transmisión de GJ 9827d. Crédito: P.A. Roy et al.

Debido a que el planeta tiene una temperatura similar a Venus, alrededor de 425 grados Celsius, sería definitivamente un mundo inhóspito y vaporoso si la atmósfera estuviera compuesta principalmente de vapor de agua.

En la actualidad, el equipo se enfrenta a dos posibilidades. El planeta aún conserva un envoltorio rico en hidrógeno con agua, convirtiéndolo en un mini-Neptuno; o bien es una versión más cálida de la luna Europa de Júpiter, que tiene el doble de agua que la Tierra debajo de su corteza.

«El planeta GJ 9827d podría ser mitad agua, mitad roca. Y eso sería mucho vapor de agua para un cuerpo rocoso tan pequeño», dijo Björn.

Si el planeta tiene una atmósfera residual rica en agua, entonces debe haberse formado más lejos de su ubicación actual respecto a su estrella anfitriona, donde la temperatura es fría y el agua está disponible en forma de hielo. En este escenario, el planeta habría migrado luego más cerca de la estrella y recibido más radiación. El hidrógeno se calentó y escapó —o aún está en proceso de escapar— de la débil gravedad del planeta. La teoría alternativa es que el planeta se formó cerca de la estrella caliente, con un rastro de agua en su atmósfera.

El programa de observación de Hubble observó el planeta durante 11 tránsitos (eventos en los que el planeta cruzó frente a su estrella) que se espaciaron a lo largo de tres años. Durante los tránsitos, la luz estelar se filtra a través de la atmósfera del planeta y lleva la huella espectral de las moléculas de agua. Si hay nubes en el planeta, están lo suficientemente bajas en la atmósfera como para no ocultar completamente al Hubble la vista de la atmósfera, pudiendo el telescopio sondear el vapor de agua sobre las nubes.

El descubrimiento del Hubble abre la puerta para estudiar el planeta con más detalle. Por ejemplo, es un buen objetivo para que el flamante Webb de la NASA/ESA/CSA realice espectroscopía infrarroja para buscar otras moléculas atmosféricas.

Fuente: ESA. Edición: MP.