La vanguardia tecnológica jamás vista del telescopio espacial James Webb ha eclipsado a los demás visores espaciales que tiene la ciencia. Su estudio del Universo profundo ayudará a comprender los secretos del origen de todo, por ello su popularidad. No obstante, sus hermanos mayores, Hubble, que sigue allá afuera; y Spitzer, ya retirado, no se quedan atrás en sus objetivos astronómicos. (Lea: Otro récord: James Webb descubre a la galaxia más lejana jamás vista)
Los dos telescopios en su ocaso encontraron dos exoplanetas formados por agua. Los datos recabados fueron interpretados por un equipo dirigido por investigadores de la Universidad de Montreal, quienes establecieron que los dos planetas que orbitan alrededor de una estrella enana roja son “planetas de agua”.
No serían solo dos
Los científicos, dirigidos por Caroline Piaulet del Instituto Trottier para la Investigación de Exoplanetas, en la Universidad de Montreal, publicaron un estudio detallado de este sistema planetario, conocido como Kepler-138, en la revista Nature Astronomy.
Piaulet y sus colegas observaron los exoplanetas Kepler-138 c y Kepler-138 d con los telescopios de la NASA: el Hubble y el ya retirado Spitzer, y descubrieron que los planetas están compuestos en gran parte por agua. Estos dos planetas y un compañero planetario más pequeño, pero más cercano a la estrella que orbitan, Kepler-138 b, fueron descubiertos previamente por el telescopio espacial Kepler de la NASA. El nuevo estudio también encontró evidencia de un cuarto planeta.
“No se detectó agua directamente en Kepler-138 c y d, pero al comparar los tamaños y masas de los planetas con los modelos, los astrónomos concluyen que una fracción significativa de su volumen, hasta la mitad, debería estar hecha de materiales más ligeros que la roca pero más pesados que el hidrógeno o el helio (que constituyen la mayor parte de los planetas gigantes gaseosos como Júpiter). El más común de estos materiales candidatos es el agua”, explicó la NASA.
Por su parte, Björn Benneke, coautor del estudio y profesor de astrofísica en la Universidad de Montreal, indicó: “Anteriormente pensábamos que los planetas que eran un poco más grandes que la Tierra eran grandes bolas de metal y roca, como versiones ampliadas de la Tierra, y es por eso que los llamamos súper-Tierras. Sin embargo, ahora hemos demostrado que estos dos planetas, Kepler-138 c y d, son de naturaleza bastante diferente y que una gran fracción de su volumen total probablemente esté compuesta de agua. Es la mejor evidencia hasta ahora de los planetas acuáticos, un tipo de planeta que fue teorizado por los astrónomos durante mucho tiempo”.
Con volúmenes de más de tres veces que el de la Tierra y masas del doble, los planetas c y d tienen densidades mucho más bajas que la Tierra. Esto es sorprendente porque la mayoría de los planetas apenas un poco más grandes que la Tierra que se han estudiado en detalle hasta ahora, parecían ser planetas rocosos como el nuestro. La comparación más cercana, dicen los investigadores, sería algunas de las lunas heladas en el sistema solar exterior que también están compuestas en gran parte por agua que rodea un núcleo rocoso.
“Imagínese versiones más grandes de Europa o Encelado, las lunas ricas en agua que orbitan alrededor de Júpiter y Saturno, pero que se acercan mucho más a su estrella”, explicó Piaulet. “En lugar de una superficie helada, albergarían grandes envolturas de vapor de agua”.
Diferencias con la Tierra
Los científicos advirtieron que es posible que los planetas no tengan océanos como los de la Tierra. “La temperatura en la atmósfera de Kepler-138 d probablemente esté por encima del punto de ebullición del agua, y esperamos una atmósfera espesa y densa hecha de vapor en este planeta. Solo debajo de esa atmósfera de vapor podría haber agua líquida a alta presión, o incluso agua en otra fase que ocurre a altas presiones, llamada fluido supercrítico”, dijo Piaulet.
En 2014, los datos del telescopio Kepler permitieron a los astrónomos anunciar la detección de tres planetas que orbitan alrededor de Kepler-138. Esto se basó en una caída medible en la luz de las estrellas cuando el planeta pasó momentáneamente frente a su estrella.
Por consiguiente, los investigadores tuvieron la idea de volver a observar el sistema planetario con los telescopios espaciales Hubble y Spitzer, entre 2014 y 2016, para captar más tránsitos de Kepler-138 d, el tercer planeta del sistema, para estudiar su atmósfera.
Los dos planetas acuáticos, Kepler-138 c y d, no están ubicados en la zona habitable, el área alrededor de una estrella donde las temperaturas permitirían agua líquida en la superficie. Pero en los datos del Hubble y Spitzer arrojaron evidencia de un cuarto planeta llamado Kepler-138 e que sí estaría en la zona predilecta.
Este planeta recién descubierto es pequeño y está más lejos de su estrella que los otros tres, b, c y d, y tarda 38 días en completar una órbita; sin embargo, su naturaleza sigue siendo una pregunta abierta porque no parece transitar a su estrella anfitriona. La observación del tránsito del exoplaneta habría permitido a los astrónomos determinar su tamaño.
Con Kepler-138 e ahora sobre la mesa de estudio, las masas de los planetas previamente conocidos se midieron nuevamente a través del método de variación de tiempo de tránsito, que consiste en rastrear pequeñas variaciones en los momentos precisos de los tránsitos de los planetas frente a su estrella, causada por la atracción gravitacional de otros planetas cercanos.
Los investigadores tuvieron otra sorpresa: descubrieron que los dos planetas acuáticos Kepler-138 c y d son planetas “gemelos”, con prácticamente el mismo tamaño y masa, mientras que antes se pensaba que eran drásticamente diferentes. Por otro lado, se develó que el planeta más cercano, Kepler-138 b tiene la masa de Marte, por lo que es uno de los exoplanetas más pequeños conocidos hasta la fecha.
A medida que la ciencia avanza para encontrar y estudiar este tipo de planetas, salta la pregunta: ¿Se acerca una solución a la eventual crisis del agua que sucederá en la Tierra?
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