¿Es K2-18b realmente una super-Tierra habitable?

Concepto artístico de K2-18b, así como otro planeta en este sistema, K2-18c, con la estrella madre, una enana roja, en el fondo. Imagen vía Alex Boersma / iREx.

Hace un par de días, EarthSky informó que, por primera vez, se detectó vapor de agua en la atmósfera de un exoplaneta súper-Tierra potencialmente habitable. No estábamos solos en nuestro informe. Como era de esperar, el hallazgo recibió mucha atención de los medios. Pero, resulta que la historia podría no ser exactamente como se informó por primera vez y se caracterizó mal en cierta medida.

El descubrimiento se describió en dos documentos diferentes, el primero publicado en arXiv el 10 de septiembre de 2019 y el segundo en la revista Nature Astronomy revisada por pares el 11 de septiembre de 2019.

Los documentos detallan el hallazgo de vapor de agua en la atmósfera de K2-18b, un exoplaneta en la zona habitable de su estrella, donde las temperaturas podrían permitir la existencia de agua líquida, a 110 años luz de la Tierra. Es cierto que esta es la primera vez que se identifica el vapor de agua en la atmósfera de un exoplaneta más pequeño (no gigante de gas) en la zona habitable de su estrella, pero poco después del anuncio, muchos científicos planetarios criticaron cómo fue el descubrimiento. cubierto en medios y redes sociales.

La detección de vapor de agua en está confirmada, pero hay mucho debate sobre qué tipo de planeta K2-18b es en realidad y qué tan habitable puede ser (o no).

El concepto de otro artista de la súper Tierra K2-18b. Los científicos han detectado vapor de agua en su atmósfera, pero ¿es habitable? La mayoría de los científicos dicen que es poco probable. Imagen vía ESA / Hubble, M. Kornmesser / UCL News.

Algunos científicos, incluso en el artículo de Nature Astronomy, se han referido al planeta como una súper Tierra. Una súper Tierra es más grande que la Tierra pero más pequeña que Neptuno, generalmente hasta un máximo del doble del tamaño de la Tierra, y muchas ya se han descubierto. Se cree que la mayoría son rocosas, como la Tierra, pero hay un punto de transición, que comienza alrededor de 1.6 a 2 veces el radio de la Tierra, donde un planeta puede convertirse en un mini-gas-gigante, o un mini-Neptuno como se les suele llamar. Son más grandes que las súper-Tierras, pero aún más pequeñas que Neptuno. La mayoría de los científicos ahora consideran que K2-18b es una mini-Neptuno, no una súper Tierra, con una atmósfera profunda de hidrógeno y / o helio, y posiblemente ninguna superficie sólida.

K2-18b tiene un radio de aproximadamente 2.7 veces el de la Tierra, y una masa aproximadamente nueve veces mayor que la de la Tierra. Si bien algunos científicos aún considerarían que se trata de una posible súper-Tierra, la mayoría, al parecer, la clasificaría como una mini-Neptuno. Todo esto puede ser un poco confuso.

El estudio de 2017 vinculado anteriormente consideraba que K2-18b podría ser grande y rocoso o cubierto de agua y / o hielo. Pero ese estudio no tuvo en cuenta las restricciones atmosféricas, solo la masa y el radio. Como la científica del exoplaneta Erin May me dijo en Twitter:

Mi doctorado se centró parcialmente en la distinción entre estas clases de planetas. Muchos estudios muestran que es extremadamente difícil hacer un planeta> 2 radios terrestres sin una gran atmósfera. La masa y el radio (densidad) por sí solos no son realmente muy útiles aquí. También me gustaría señalar que solo por la masa y el radio, este planeta nunca debería haber sido considerado una súper Tierra. Creo que hay una tendencia a cambiar este término porque es más "emocionante", pero nosotros, como astrónomos, debemos mantener nuestra terminología correcta.

Nstor Espinoza, astrónomo del Instituto Max Planck de Astronomía (MPIA), también me dijo:

Si cree en la característica del agua, debe creer que es una atmósfera dominada por H / He, así que sí. Y la fuente que usted cita no está "desactualizada": en ese momento simplemente no teníamos restricciones atmosféricas, solo masa y radio. Además: el hecho de que veamos una fuente de agua * implica * una atmósfera dominada por H / He . No hay manera de evitarlo.

Hay un buen hilo de Twitter sobre todo esto aquí, de Jessie Christiansen, científica investigadora del Instituto de Ciencias de Exoplanetas de la NASA (NExScI):

Chicos Dos anuncios independientes hoy de lo mismo: ¡Hemos encontrado vapor de agua en la atmósfera de un planeta llamado K2-18 b!

¿PERO ESPERA?

¿QUÉ SIGNIFICA ESO?

- Dra. Jessie Christiansen (@aussiastronomer) 11 de septiembre de 2019

También de la corresponsal de Nature Alexandra Witze:

Algunas noticias hoy sobre K2-18b, un pequeño planeta a 110 años luz de la Tierra. El Hubble ha visto vapor de agua y posiblemente nubes en su atmósfera. https://t.co/3alGmHq9wS

- Alexandra Witze (@alexwitze) 11 de septiembre de 2019

El planeta es más un mini-Neptuno que una súper-Tierra: tiene una atmósfera espesa de hidrógeno y si quieres encontrar el agua, deberías volar en globo. Pero, el trabajo está empujando los límites de la comprensión de estos mundos alienígenas y cuán parecidos (o diferentes) de la Tierra pueden ser.

- Alexandra Witze (@alexwitze) 11 de septiembre de 2019

Y otro hilo, de Marina Koren en The Atlantic :

1 / Un hilo sobre las grandes noticias de exoplanetas que se anunciaron hoy, que para ser completamente honesto fue un desafío para mí analizar e informar .. https://t.co/J1rstNGrpR

- Marina Koren (@marinakoren) 11 de septiembre de 2019

Entonces, ¿qué pasa con la habitabilidad? Dado que la mayoría de los científicos consideran que el planeta ahora es un mini-Neptuno, esto reduce significativamente las posibilidades. El vapor de agua en sí, o incluso la lluvia (como todavía se considera posible en la atmósfera de este planeta), es genial, pero la vida tal como la conocemos requiere una superficie / interior rocoso para nutrientes químicos y cuerpos de agua líquida. De hecho, puede haber planetas con formas de vida solo en una atmósfera gaseosa, pero para el tipo de vida de la Tierra, al menos, K2-18b parece no ser adecuado para esto.

Ha habido mucho debate sobre si K2-18b es una súper Tierra o una mini Neptuno. La mayoría de los científicos ahora están de acuerdo en que es una mini Neptuno, lo que hace que la habitabilidad sea mucho menos probable. Imagen vía Patterson Clark / Washington Post / Quora.

Encontrar evidencia de vapor de agua en un exoplaneta distante en la zona habitable de su estrella es emocionante, pero no es en sí mismo una prueba de habitabilidad. Hay muchos factores que deben considerarse, incluida la composición del planeta y su atmósfera. Sin embargo, K2-18b es el exoplaneta más pequeño hasta ahora que tiene vapor de agua en su atmósfera, lo cual es una buena señal: respalda la afirmación de los científicos de que se encontrarán incluso planetas más pequeños con vapor de agua y / o agua líquida, mundos que son más parecidos a la Tierra en términos de tamaño y composición. Los próximos telescopios espaciales como el James Webb Space Telescope (JWST) podrán estudiar las atmósferas de planetas como este, y más pequeños, con mayor detalle que nunca, e incluso buscar firmas biológicas, que podrían ser evidencia de vida.

En pocas palabras: el exoplaneta K2-18b tiene vapor de agua en su atmósfera, pero el planeta en sí es muy poco parecido a la Tierra.

Fuente: vapor de agua en la atmósfera de la zona habitable, planeta de ocho masas terrestres K2-18 b

Fuente: vapor de agua en el exoplaneta de zona habitable K2-18b

Vía UCL News