Denominados mundos 'hiceánicos', estarían cubiertos de océanos con atmósferas ricas en hidrógeno
Cuando buscamos vida en la galaxia, basamos nuestros esfuerzos en lo que sabemos. Hasta ahora, solo conocemos un planeta que ha producido vida, el nuestro, por lo que buscamos mundos rocosos similares a la Tierra a un rango de distancia específico de la estrella anfitriona para obtener temperaturas habitables.
Sin embargo, eso no significa que no exista la vida en planetas menos parecidos a la Tierra. Ahora, un equipo de astrónomos ha identificado una clase de planetas que pueden resultar fructíferos: los exoplanetas revestidos de un océano global, con atmósferas ricas en hidrógeno, podrían albergar la vida tal como la conocemos.
Dichos exoplanetas son más numerosos en los estudios planetarios que los rocosos, lo que significa que podrían ser un territorio fértil en la búsqueda de vida extraterrestre. Los investigadores los han llamado mundos 'hiceánicos' (Hycean Worlds, en inglés), planetas calientes cubiertos de océanos con atmósferas ricas en hidrógeno.
"Algunas de las condiciones en los océanos de estos mundos podrían ser similares a las condiciones habitables en los océanos de la Tierra, es decir, temperaturas y presiones similares, presencia de agua líquida y energía de la estrella", dijo el astrónomo Nikku Madhusudhan del Instituto de Astronomía de la Universidad de Cambridge.
"Hay muchas preguntas abiertas, pero esta es solo una primera suposición en esta etapa. La suposición es que si la vida acuática microbiana puede formarse en estos océanos de la misma manera que lo hizo en la Tierra, entonces algunas de las firmas biológicas también pueden ser comunes".
Hasta la fecha, se han identificado y confirmado cerca de 4.500 exoplanetas en la Vía Láctea. Los datos del telescopio espacial de búsqueda de planetas Kepler sugieren que el tipo más común de exoplaneta es uno que ni siquiera tenemos en el Sistema Solar: mini-Neptuno, de aproximadamente 1,6 a 4 veces el radio de la Tierra.
Estos son, obviamente, más pequeños que nuestro gigante de hielo Neptuno, pero por encima del umbral entre los planetas rocosos y los gaseosos. Este tamaño y composición dan como resultado una espesa atmósfera rica en hidrógeno, como Neptuno, y posiblemente un océano líquido debajo de ella.
Investigaciones anteriores sugirieron que la presión sobre estos mundos sería demasiado alta para sustentar la vida tal como la conocemos. Pero el año pasado, Madhusudhan y sus colegas publicaron un artículo sobre el mini-Neptuno K2-18b. Encontraron una variedad de condiciones bajo las cuales este mundo podría, de hecho, ser habitable después de todo.
Ahora han ampliado esa investigación anterior, definiendo los parámetros bajo los cuales los mini-Neptunos podrían sustentar la vida.
Los mundos hiceánicos, descubrieron Madhusudhan y su equipo, pueden tener hasta 2,6 veces el tamaño de la Tierra y hasta 10 veces la masa de la Tierra. También tienen un rango de distancias mucho mayor de su estrella anfitriona en el que la vida podría sobrevivir, lo que llamamos la zona habitable. Los exoplanetas hiceánicos pueden estar tan cerca de su estrella que las temperaturas atmosféricas alcanzan casi los 200 grados Celsius (casi 400 grados Fahrenheit), o distancias a las que un planeta rocoso estaría demasiado helado.
"El calentamiento del efecto invernadero debido al hidrógeno molecular (H2) es tal que el planeta puede estar muy lejos de la estrella y aún tener condiciones cálidas de habitabilidad en la superficie", explicó Madhusdhan.
"Para una atmósfera similar a la de la Tierra, por otro lado, los principales gases de efecto invernadero como el H2O y el CO2 se congelan a distancias más cortas, lo que hace que la superficie se congele y no sea habitable".
Debido a esta amplia zona habitable, existe una gran variedad incluso dentro de la categoría de planetas 'hiceánicos'.
Los mundos tan cercanos a sus estrellas como para estar bloqueados por las mareas, con un lado siempre mirando hacia la estrella, se clasificarían como exoplanetas 'hiceánicos oscuros', donde la vida solo podría sobrevivir en el lado nocturno, lejos del calor y la radiación. Los mundos 'hiceánicos fríos' serían aquellos a distancias más altas, donde recibirían relativamente poca luz, calor y radiación.
La definición de estos parámetros significa que el trabajo futuro puede observar las atmósferas de tales mundos para tratar de identificar biofirmas, compuestos en la atmósfera que podrían ser signos de vida.
Estas incluyen ozono, oxígeno y metano, pero en los mundos hiceánicos, que no tienen tanto oxígeno atmosférico, otros compuestos, como el cloruro de metilo y el sulfuro de dimetilo, podrían indicar la presencia de vida.
"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 en un comunicado de prensa.
"Pero creemos que los planetas hiceánicos ofrecen una mejor oportunidad de encontrar varios rastros de biofirmas".
En su artículo, el equipo presentó algunos de estos biomarcadores que podríamos esperar ver en los mundos hiceánicos. Estos se pueden detectar cuando un exoplaneta pasa entre nosotros y su estrella, cuando ciertas longitudes de onda de luz en el espectro son impulsadas o bloqueadas por la atmósfera.
Donde caen estas longitudes de onda es una firma química que nos dice qué elemento o compuesto causa ese efecto.
Debido a que los mini-Neptunes tienen atmósferas tan espesas, esto debería ser más fácil de lograr que con las atmósferas más delgadas de los planetas rocosos. El telescopio espacial James Webb, que se lanzará a finales de este año, podrá realizar esta tarea muy bien, pero varios otros instrumentos que están operando actualmente podrían realizar observaciones de exploración para establecer, por ejemplo, la presencia de agua en una atmósfera de mini-Neptuno.
Mientras tanto, mientras se espera el lanzamiento del telescopio, también hay más trabajo teórico que debe emprenderse. Pero parece muy prometedor.
"Esta es una vía fundamentalmente nueva en nuestra búsqueda de vida en otros lugares y tiene una promesa significativa para detectar vida en un exoplaneta en una escala de tiempo de unos pocos años", dijo Madhusudhan.
La investigación ha sido publicada en The Astrophysical Journal: Habitability and Biosignatures of Hycean Worlds
