Se trata de los primeros planetas clasificados con certeza como mundos de agua, un tipo de planeta que los astrónomos pensaban que debía existir desde hace mucho tiempo.
A unos 218 años luz, encontramos la estrella enana roja Kepler-138. Esta estrella es un 30 % más fría y dos veces más pequeña que nuestro Sol. Se sabe que la enana roja está acompañada por varios planetas. En un nuevo estudio, los investigadores han intentado caracterizar cuidadosamente estos mundos. Y los análisis muestran ahora que dos planetas no son simples supertierras, sino verdaderos mundos de agua.
Mundos acuáticos
Se trata de los planetas Kepler-138c y Kepler-138d, ambos de aproximadamente una vez y media el tamaño de la Tierra. Estos planetas, junto con su compañero planetario Kepler-138b (que está más cerca de su estrella madre), fueron descubiertos con el telescopio espacial Kepler, ya retirado. Los investigadores decidieron echar otro vistazo al sistema planetario en un estudio reciente. Y eso lleva a un descubrimiento extraordinario. “Es probable que gran parte del volumen de Kepler-138c y Kepler-138d consista en agua”, afirma el investigador Björn Benneke. “Es la primera vez que observamos planetas que pueden identificarse con certeza como mundos de agua, un tipo de planeta que los astrónomos sospechaban desde hace tiempo que existiría”.
Dimensiones
El análisis revela además que Kepler-138c y Kepler-138d son verdaderos planetas “gemelos”, con casi el mismo tamaño y masa. En cambio, Kepler-138b resulta ser muy pequeño, con aproximadamente la masa de nuestro vecino más cercano, Marte. Esto convierte a Kepler-138b en uno de los exoplanetas más pequeños descubiertos hasta ahora.
Por cierto, los investigadores no detectaron directamente el agua. Pero al comparar el tamaño y la masa de los planetas con modelos, descubrieron que una parte significativa del volumen de Kepler-138c y Kepler-138d está compuesto por un material más ligero que la roca, pero más pesado que el hidrógeno o el helio (de los que están compuestos principalmente los gigantes gaseosos Saturno y Júpiter). Según los investigadores, esto solo puede significar una cosa. Y es que esto es agua.
Supertierras
Los investigadores no solo han descubierto por primera vez verdaderos exoplanetas ricos en agua, sino que también cambia lo que creíamos saber sobre las supertierras. Esto se debe a que Kepler-138c y Kepler-138d tienen una masa mayor que la Tierra, pero al mismo tiempo poseen una densidad mucho menor. Esto es sorprendente porque la mayoría de los planetas ligeramente mayores que la Tierra que se han estudiado en detalle hasta ahora han resultado ser todos (como la Tierra) mundos rocosos. “Suponíamos que los planetas mayores que la Tierra serían grandes bolas de metal y piedra”, dice Benneke. “Pensamos que eran versiones a escala de nuestro planeta, por eso las llamamos supertierras. Ahora, sin embargo, hemos demostrado que Kepler-138c y Kepler-138d son de naturaleza muy diferente y están compuestos en su mayor parte por agua”.
Lunas
Los investigadores comparan los dos planetas con las lunas heladas que residen en las regiones exteriores de nuestro sistema solar, las cuales, aparte de un núcleo rocoso, están compuestas en gran parte de agua. “Imagina versiones más grandes de Europa o Encélado, las lunas ricas en agua que orbitan Júpiter y Saturno”, explica la investigadora Caroline Piaulet. “Solo Kepler-138c y Kepler-138d están más cerca de su estrella madre”.
Atmósfera vaporosa
Los investigadores creen que los planetas podrían no tener océanos como nuestra Tierra. “La temperatura atmosférica de Kepler-138c y Kepler-138d es probablemente superior al punto de ebullición del agua”, conjetura Piaulet. “Por tanto, esperamos que los planetas estén envueltos en una densa y espesa atmósfera humeante”. El resultado es que la posible agua líquida se encuentra a alta presión. “Tal vez el agua se presente allí en diferentes manifestaciones, como en hidrógeno y en la llamada fase supercrítica”, dice Piaulet. En la fase supercrítica, la distinción entre la fase gaseosa y la fase líquida ha desaparecido. Esta fase solo se produce a presiones y temperaturas relativamente altas.
Sección transversal de la Tierra (izquierda) y del exoplaneta Kepler-138 d (derecha). Al igual que la Tierra, este exoplaneta tiene un interior compuesto de metales y roca (parte marrón). Pero además, Kepler-138 d también tiene capas de agua en diversas formas. Estas capas de agua constituyen más de la mitad del volumen total y se extienden a unos 2000 kilómetros de profundidad. En comparación, la Tierra tiene una fracción insignificante de agua líquida, con una profundidad media de los océanos de menos de 4 kilómetros. Imagen: Benoit Gougeon, Universidad de Montreal
Por cierto, los investigadores también descubrieron otro planeta oculto en el sistema planetario: Kepler-138e. Este planeta recién descubierto es pequeño, está más alejado de su estrella madre que los otros tres y tarda 38 días en orbitar su estrella. El planeta se encuentra en la llamada zona habitable, una región templada donde se espera que los planetas situados aquí alberguen agua líquida.
La búsqueda de exoplanetas ricos en agua continúa. Porque puede haber muchos esperando a ser descubiertos. De hecho, es posible que ya se hayan encontrado algunos. Recientemente, unos investigadores revelaron que habían tropezado con un posible mundo acuático alrededor de la estrella binaria TOI-1452. Sin embargo, el telescopio James Webb de la NASA es necesario para estudiar mejor la atmósfera y confirmar la presencia de un océano. “A medida que nuestros instrumentos y técnicas mejoren en la detección y estudio de planetas más alejados de su estrella madre, podríamos encontrar muchos más mundos acuáticos como Kepler-138c y Kepler-138d”, concluye Benneke.
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