Los extraterrestres, si existieran, probablemente habitan planetas rocosos como el nuestro, pero una nueva investigación propone un tipo de mundo habitable completamente nuevo, uno que apenas se parece a la Tierra.
La Tierra es el único modelo funcional que tenemos de un mundo habitable. Por lo tanto, tiene sentido que los astrobiólogos tengan la esperanza de encontrar evidencia de extraterrestres en exoplanetas rocosos similares a la Tierra. De hecho, el tamaño de nuestro planeta, su composición química, temperatura y su posición en el sistema solar lo han hecho amigable para la vida, al menos la vida tal como la conocemos.
Pero como sugiere una nueva investigación publicada en The Astrophysical Journal, una clase de planeta completamente nueva, denominada mundos Hycean, también podría ser habitable. Este tipo de planeta no existe en nuestro sistema solar, pero en realidad abundan en la galaxia. Son básicamente lo que cabría esperar si la Tierra y Neptuno tuvieran un bebé: los planetas Hycean son grandes y muy cálidos, tienen atmósferas llenas de hidrógeno y están cubiertos por un océano masivo en todo el planeta.
El nuevo artículo teoriza que los planetas Hycean son potencialmente habitables y que la vida microbiana, o incluso formas de vida más complejas, puede existir dentro de sus océanos. Además, los investigadores, dirigidos por Nikku Madhusudhan del Instituto de Astronomía de Cambridge, propusieron un conjunto de biofirmas que los astrónomos deberían buscar al estudiar estos mundos, junto con una lista de candidatos Hycean prometedores cercanos (cosmológicamente hablando).
Madhusudhan acuñó el término Hycean, y es una combinación de las palabras hidrógeno y océano, como me explicó en un correo electrónico. Al astrónomo se le ocurrió la idea mientras estudiaba un mini-Neptuno potencialmente habitable conocido como K2-18b. Intrigados por las condiciones observadas en este exoplaneta, Madhusudhan y sus colegas se embarcaron en una investigación más completa para explorar el potencial habitable de los mini-Neptuno en general, o al menos un subtipo específico de mini-Neptuno.
Se han detectado miles de exoplanetas desde la década de 1990; la gran mayoría de ellos son planetas de baja masa entre una y cuatro veces el tamaño de la Tierra. Para el nuevo estudio, los investigadores se centraron en mini-Neptunes, que son (obviamente) más pequeños que Neptuno pero aproximadamente 1,6 veces el tamaño de la Tierra.
“Estos objetos son más pequeños que los gigantes de hielo, pero demasiado grandes para tener interiores predominantemente rocosos como las supertierras”, según el estudio. “Exploraciones pasadas de interiores de mini-Neptuno han encontrado que en algunos casos la presión y la temperatura debajo de la [atmósfera] rica en [hidrógeno] serían demasiado altas para permitir la habitabilidad”, pero “los mini-Neptunos templados con las propiedades adecuadas pueden permitir para las condiciones de habitabilidad en sus interiores”.
La nueva clase de exoplaneta habitable propuesta puede tener hasta 2,6 veces el tamaño de la Tierra, con temperaturas atmosféricas de 200 grados Celsius. Cuando se le preguntó qué características de los mundos Hycean son susceptibles de ser habitables, Madhusudhan dijo que la presencia de agua líquida, “ya que la superficie estaría cubierta por el océano”, la presencia de presión de aire y temperaturas similares a la de la Tierra en la superficie del océano, y el hidrógeno de atmósfera rica, que proporciona “tanto las condiciones de superficie necesarias como la protección contra las radiaciones nocivas”.
Los mundos hycean pueden existir alrededor de una variedad de tipos de estrellas, dijo Madhusudhan. Él cree que un exoplaneta Hycean bloqueado por las mareas tiene el potencial de ser habitable, a pesar de que un lado nunca se enfrenta a su estrella anfitriona (los investigadores se refieren a estos exoplanetas como mundos Dark Hycean, que suena tan de ciencia ficción). En términos de que estos exoplanetas tengan las propiedades químicas necesarias para generar y mantener la vida microbiana, Madhusudhan dijo que los planetas Hycean deberían tener “mucha agua, radiación y moléculas básicas en la atmósfera”, pero “más allá de esto,” la química posible es una pregunta en este punto”.
La profundidad a la que podría existir vida dentro de los océanos de Hycean depende de las condiciones particulares de la superficie, pero los investigadores sospechan que, en algunos casos, la vida podría existir más profundamente que el suelo oceánico de la Tierra. Esta vida, si existiera, probablemente sería de naturaleza microbiana, y Madhusudhan dijo que es una “pregunta abierta” si una vida más compleja podría evolucionar en este entorno exótico. Las posibles barreras a la habitabilidad serían la radiación ultravioleta excesiva o la “escasez de nutrientes necesarios para formar o sostener la vida”, agregó.
Una cosa fortuita acerca de los mundos Hycean es que existen dentro de una zona habitable más expansiva de lo que estamos acostumbrados. También conocida como la Goldilocks zone, esta es la banda dentro de un sistema estelar dentro de la cual puede existir agua líquida en la superficie.
“Un mundo hyceano puede estar muy lejos de la estrella con poca irradiación y aún ser habitable”, explicó Madhusudhan. “De manera similar, el planeta puede estar un poco más cerca de la estrella que un planeta similar a la Tierra y aún ser habitable. Esto se debe a la composición atmosférica rica en hidrógeno de los mundos Hycean y al hecho de que sus temperaturas superficiales pueden ser significativamente más altas que las de los planetas similares a la Tierra”.
El nuevo artículo será de interés para los astrobiólogos. Los mundos hycean son muy comunes en la Vía Láctea, lo que significa que los exoplanetas habitables podrían ser mucho más numerosos de lo que se pensaba. Los investigadores también proporcionaron una lista de rastros de biofirmas que los científicos deberían buscar al observar estos exoplanetas, incluidos oxígeno, ozono, metano y óxido nitroso, y también gases poco comunes, como cloruro de metilo y sulfuro de dimetilo, que no son indicativos de vida en la Tierra, pero posiblemente podría ser señal de vida en los mundos Hycean.
El equipo identificó 11 mundos candidatos Hycean orbitando estrellas cercanas, todas enanas rojas, que se consideran objetivos prometedores para las búsquedas de biofirmas. El más prometedor de ellos es K2-18b, “para el que ya tenemos planificadas observaciones con el telescopio espacial James Webb”, dijo Madhusudhan.
De hecho, el telescopio espacial James Webb (JWST), con sus capacidades espectroscópicas, será una herramienta perfecta para investigar K2-18b y otros mini-Neptunes considerados Hyceans. Está previsto que el telescopio de próxima generación se lance a finales de este año, después de muchos años de retraso.
Lo bueno de la hipótesis propuesta en este artículo es que es comprobable. Si los escaneos espectroscópicos de los mundos hycean arrojaran cero rastros de las biofirmas propuestas, es probable que sea una señal de que estos exoplanetas son mundos muertos e inhóspitos. Pero si estas biofirmas aparecieran en nuestras observaciones, sería una historia completamente diferente y un resultado tentador.