Explorando planetas más allá de nuestro sistema solar (exoplaneta) ha crecido a pasos agigantados en los últimos 10 años.pistola4.514 exoplanetasSe ha identificado en 3.346 sistemas planetarios, con 7.721 candidatos en espera de confirmación.Actualmente, los astrobiólogos se están enfocando fuertemente en el enfoque de “fruta madura” para encontrar exoplanetas que sean similares en tamaño, masa y composición atmosférica a la Tierra.terroso.”)
Pero los astrobiólogos también están interesados en encontrar ejemplos de “vida extraterrestre”, del tipo que surgió de condiciones distintas a las condiciones “similares a las de la Tierra”.Por ejemplo, un equipo de astrónomos de la Universidad de Cambridgeun estudio recienteMostró cómo la vida podría surgir en un planeta cubierto de océano (también conocido como planeta “Hycean”) con una atmósfera rica en hidrógeno.Estos hallazgos podrían tener implicaciones importantes para la investigación de exoplanetas y la astrobiología.
investigación dirigida porDra. Nikku Madhusudhan, Universidad de Cambridge, líder en astrofísica y ciencias de exoplanetasInstituto de Astronomía(IOA).Se unió al Dr.La estudiante de astrofísica Anjali Piette (la Dra. Madhusudhan es su supervisora) y su compañera miembro de IoA, la Dra. Este es Savvas Constantinou.Un estudio que explica los hallazgos de un estudio titulado “Habitabilidad y características biométricas de Hycean Worlds”, publicado recientemente en el Astrophysical Journal.
¿La vida de un pequeño gigante de hielo?
De todos los exoplanetas descubiertos en los últimos 30 años, la mayoría eran planetas rocosos varias veces la masa de la Tierra (“Super Tierra”) o gigantes de hielo con atmósferas ricas en hidrógeno (“Mini Neptuno”). ) o en algún punto intermedio.Las supertierras representan alrededor del 30 % (1383) de todos los exoplanetas descubiertos hasta ahora, mientras que los Neptunos más pequeños representan el 34 % (1531).
La mayoría de los mini-Neptunos tienen más de 1,7 y 3,9 veces el tamaño de la Tierra y se cree que tienen un interior compuesto por un océano de hielo, rocas y elementos volátiles.Estudios previos de tales planetas han encontrado que las condiciones de presión y temperatura bajo una atmósfera rica en hidrógeno son demasiado grandes para sustentar la vida.Peroestudio previo, Nikku Madhusudhan y su equipo descubrieron que el planeta podría albergar vida bajo ciertas condiciones.
En particular, investigaron.Exoplaneta K2-18b, un mini-Neptuno que fue el foco de mucha atención en 2019 cuando los dos equipos informaron haber detectado vapor de agua en una atmósfera rica en hidrógeno.Los hallazgos del Dr. Madhusudhan y su equipo de este estudio los han llevado a investigar la gama completa de propiedades planetarias y estelares que hacen que el mini-Neptuno sea potencialmente habitable.
Esto les permitió identificar un nuevo tipo de planeta al que llamaron “Hycean”, una palabra compuesta de “hidrógeno” y “mar”.Al igual que el llamado “mundo del agua”, el mundo Hycean tendría una atmósfera cubierta por océanos planetarios, pero dominada por hidrógeno (en consonancia con el gigante gaseoso).La presencia de este hidrógeno atmosférico posibilita el efecto invernadero, que ayuda a mantener la superficie de los océanos en estado líquido.
características
Los planetas de esta clasificación tienen aproximadamente 2,6 veces el diámetro de la Tierra y tienen temperaturas atmosféricas de hasta 200 °C (392 °F), según la naturaleza de la estrella anfitriona y la proximidad del planeta.Esto es similar a lo que los científicos creen que era el estado de la Tierra hace miles de millones de años, cuando comenzaron a surgir los primeros organismos microbianos unicelulares.
Como resumió recientemente el Dr. Madhusudhan en la Universidad de Cambridge,presione soltar, estos resultados podrían significar que hay más tipos de exoplanetas que exoplanetas “similares a la Tierra” que albergan vida, lo que hace que sea mucho más fácil para los astrobiólogos encontrar:
“El planeta Hycean abre caminos completamente nuevos para que encontremos vida en otros lugares.En esencia, cuando buscábamos estas firmas moleculares diversas, nos enfocamos en un planeta similar a la Tierra que sería un lugar razonable para comenzar.Pero creemos que el planeta Hycean ofrece una mejor oportunidad de encontrar características biométricas de múltiples rastros”.
El equipo también identificó varios candidatos Hycean clave para las observaciones de seguimiento en el estudio.La mayoría de estos son más grandes y más calientes que la Tierra, pero aún pueden estar cubiertos en grandes océanos donde existen condiciones para que vivan los microbios.Es probable que estas formas de vida se concentren en ambientes extremos, como las aguas hidrotermales en el límite entre el océano y el manto, similares a las observadas en la Tierra.
Los exoplanetas de este tipo pueden incluir una subclase de planetas “oscuros Hycean” sumergidos por mareas, donde las condiciones habitables existen solo por la noche donde las condiciones habitables son permanentes.El lado del planeta que mira hacia la estrella anfitriona está tan caliente que mantiene el agua en forma líquida indefinidamente y transfiere calor al lado oscuro a través de la convección oceánica y atmosférica.También existe la posibilidad de un mundo “Hiceano frío” con poca radiación de las estrellas y una capa de hielo.
Implicaciones para la Astrobiología
Los planetas de este tamaño son las poblaciones de exoplanetas más comunes que se conocen, pero no se han estudiado tan de cerca como las supertierras.Pero lo que tienen en común significa que algunos de los lugares más prometedores para la vida en otras partes de la galaxia pueden haber estado al acecho fuera de la vista.Además, estos planetas permiten mucho más espacio.área habitable alrededor del solque planetas como la Tierra.
Encontrar estos exoplanetas entre una súper Tierra estadísticamente significativa y una pequeña población de Neptuno no es simplemente una cuestión de determinar el tamaño.También se deben examinar otros aspectos, como la masa, la temperatura y las propiedades atmosféricas, antes de poder asignar con confianza a un candidato a un Hycean.Pero, sobre todo, los astrónomos deberían estar atentos a estos Hyceans potenciales para ver si hay signos de biomarcadores.
“Es emocionante que puedan existir condiciones habitables en planetas que son muy diferentes a la Tierra”, dijo Anjali Piette.También es emocionante que las posibles firmas biológicas de Hycean identificadas por el Dr. Madhusudhan y su equipo puedan detectarse más fácilmente mediante observaciones espectroscópicas.Su mayor tamaño, sus temperaturas más altas y su atmósfera rica en hidrógeno significan que todas las señales atmosféricas son mucho más detectables que en planetas similares a la Tierra.Madhusudhan dijo:
“La detección biométrica cambiará nuestra comprensión de la vida en el universo.Tenemos que estar abiertos a dónde esperamos encontrar vida y qué formas puede tomar la vida, ya que la naturaleza a menudo continúa sorprendiéndonos de formas que no podemos imaginar”.
Otros posibles signos vitales incluyen compuestos orgánicos como cloruro de metilo y sulfuro de dimetilo. Esto podría ser un indicador de vida en planetas con atmósferas menos abundantes pero ricas en hidrógeno en la Tierra y bajas cantidades de oxígeno u ozono.Nuevamente, esto es consistente con el enfoque de “fruta madura” que busca biomarcadores necesarios o producidos por la vida tal como la conocemos.
Cuando los telescopios de próxima generación estén disponibles en un futuro cercano, una gran muestra de posibles mundos hyceanos preparada por el equipo de Cambridge será una gran oportunidad para las observaciones de seguimiento.Además, estos planetas están todos relativamente cerca según los estándares cósmicos, orbitando una estrella tipo M (enana roja) de 35 a 150 años luz del Sistema Solar.Ya hay planes para estudiar el K2-18b de próxima generación (el candidato más probable).Telescopio espacial James Webb(JWST).
Cuando el JWST se lance en noviembre (o principios de diciembre) de este año, los astrónomosimagen directaEstudios de exoplanetas de longitudes de onda del infrarrojo cercano al infrarrojo medio y obtención de espectros directamente de la atmósfera.tantoTelescopio espacial romano Nancy Grace(RST) seguirá en 2025 para realizar estudios de imágenes directas utilizando sistemas avanzados de óptica, autopsias y espectrómetros.
Estos resultados ayudan a explicar cómo ha crecido y cambiado la investigación de exoplanetas en los últimos años.La capacidad de estudiar miles de exoplanetas identificados ha cambiado el proceso del descubrimiento a la caracterización.Las herramientas y métodos mejorados permiten a los astrónomos imponer restricciones más estrictas sobre cómo se verá el entorno del planeta.
Entre todos estos, los científicos pueden probar teorías sobre los tipos de condiciones bajo las cuales la vida puede existir en nuestro universo.Después de todo, el objetivo final es encontrar una vida que exista en toda su diversidad y gloria, no “la vida que conocemos”.Aunque ahora mismo dejemos de buscar frutos menos colgantes, algún día subiremos al árbol de la vida y descubriremos el fruto exótico que crece más lejos de la tierra.
Otras lecturas:Universidad de Cambridge,Diario astrofísico