Hubble detecta vapor de agua en la atmósfera de un pequeño exoplaneta

El mundo humeante podría ser una muestra de planetas ricos en agua en toda nuestra galaxia

La búsqueda de vida en el espacio va de la mano de la búsqueda de agua en planetas que orbitan alrededor de otras estrellas. El agua es una de las moléculas más comunes del universo y toda la vida en la Tierra la requiere. El agua actúa como disolvente disolviendo sustancias y permitiendo reacciones químicas clave en células animales, vegetales y microbianas. Es mucho mejor en esto que otros líquidos.

Los astrónomos se sorprenden al encontrar evidencia de vapor de agua en exoplanetas. El último objetivo es el planeta GJ 9827d, que puede tener una atmósfera rica en agua a su alrededor. El planeta tiene sólo el doble del diámetro de la Tierra y podría ser un ejemplo de mundos potencialmente ricos en agua en otras partes de nuestra galaxia. Pero no planee comprar una propiedad en GJ 9827d. El planeta es tan caliente Venusa 800 grados F. Esto lo convierte en un mundo muy apasionante.

Esta es una representación artística del exoplaneta GJ 9827d, el exoplaneta más pequeño con vapor de agua detectado en su atmósfera. El planeta podría ser un ejemplo de planetas potenciales con atmósferas ricas en agua en otras partes de nuestra galaxia. El planeta, que tiene aproximadamente el doble del diámetro de la Tierra, orbita alrededor de la estrella enana roja GJ 9827. En el sistema de la izquierda hay dos planetas interiores. Las estrellas del fondo están dibujadas tal como se pueden ver a simple vista cuando se mira hacia nuestro Sol. El sol es demasiado débil para verlo. La estrella azul en la parte superior derecha es Regulus; La estrella amarilla en el medio inferior es Denebola; La estrella azul en la parte inferior derecha es la punta. La constelación de Leo está a la izquierda y la constelación de Virgo a la derecha. Ambas constelaciones están distorsionadas desde nuestra vista desde la Tierra desde una distancia de 97 años luz. Crédito de la imagen: NASA, ESA, Leah Hostak (STScI), Ralph Crawford (STScI)

El Telescopio Espacial Hubble encuentra vapor de agua en la atmósfera de un pequeño exoplaneta

Los astrónomos, utilizando el Telescopio Espacial Hubble de la NASA, han observado el exoplaneta más pequeño donde se ha detectado vapor de agua en la atmósfera. GJ 9827d, con un diámetro aproximadamente el doble que el de la Tierra, podría servir como ejemplo de planetas potenciales con atmósferas ricas en agua en otras partes de nuestra galaxia.

«Esta será la primera vez que podremos demostrar directamente a través de la detección atmosférica que estos planetas con atmósferas ricas en agua pueden existir realmente alrededor de otras estrellas», dijo el miembro del equipo Björn Beneke, del Instituto Trottier para la Investigación de Exoplanetas de la Universidad de Montreal. . «Este es un paso importante para determinar la prevalencia y diversidad de atmósferas en planetas rocosos».

«La presencia de agua en un planeta tan pequeño es un descubrimiento histórico», añadió la investigadora co-principal Laura Kreidberg del Instituto Max Planck de Astronomía en Heidelberg, Alemania. «Está más cerca que nunca de caracterizar mundos verdaderamente similares a la Tierra».

Estudio de la atmósfera del planeta.

Sin embargo, todavía es demasiado pronto para saber si el Hubble ha medido una pequeña cantidad de vapor de agua mediante espectroscopia en una atmósfera hinchada y rica en hidrógeno, o si la atmósfera del planeta está compuesta principalmente de agua, que quedó después de que la atmósfera se evaporó. hidrógeno/helio bajo radiación estelar. .

«Nuestro programa de observación, dirigido por el investigador principal Ian Crosfield de la Universidad de Kansas en Lawrence, Kansas, fue diseñado específicamente con el objetivo no sólo de detectar moléculas en la atmósfera del planeta, sino también buscar específicamente vapor de agua. Ambos resultados serán emocionante, ya sea que el vapor de agua fuera dominante o poco Clasificar «En una atmósfera dominada por el hidrógeno», dijo el autor principal del artículo, Pierre-Alexis Roy, del Instituto Trottier para la Investigación de Exoplanetas de la Universidad de Montreal.

«Hasta ahora, no hemos podido detectar directamente la atmósfera de un planeta tan pequeño. Ahora estamos entrando lentamente en este sistema», añadió Beinecke. «En algún momento, mientras estudiamos planetas pequeños, tiene que haber una transición donde ya no hay hidrógeno». «En estos pequeños mundos, tienen una atmósfera similar a la de Venus (dominada por dióxido de carbono)».

Dado que el planeta es tan caliente como Venus, a 800 grados Fahrenheit, ciertamente sería un mundo inhóspito y humeante si la atmósfera estuviera compuesta principalmente de vapor de agua.

Implicaciones e investigaciones futuras.

En la actualidad, el equipo tiene dos posibilidades. Un escenario es que el planeta todavía se aferre a una atmósfera rica en hidrógeno y llena de agua, lo que lo convierte en un planeta joven.Neptuno. Alternativamente, puede ser una versión más cálida de JúpiterEuropa, que contiene el doble de agua que la Tierra bajo su corteza. «El planeta GJ 9827d podría ser mitad agua y mitad roca. Habrá mucho vapor de agua encima de un cuerpo rocoso más pequeño», dijo Beinecke.

Si el planeta tiene una atmósfera residual rica en agua, debe haberse formado lejos de su estrella anfitriona, donde la temperatura es fría y el agua está disponible en forma de hielo, en comparación con su ubicación actual. En este escenario, el planeta habría migrado más cerca de la estrella y habría recibido más radiación. El hidrógeno se ha calentado y se ha escapado, o todavía está en proceso de escapar de la débil gravedad del planeta. Una teoría alternativa es que el planeta se formó cerca de la estrella caliente, con un rastro de agua en su atmósfera.

El programa Hubble observó el planeta durante 11 tránsitos (eventos en los que el planeta cruzó frente a su estrella) que estuvieron espaciados durante tres años. Durante el tránsito, la luz de las estrellas se filtra a través de la atmósfera del planeta y tiene la firma espectral de las moléculas de agua. Si hay nubes en el planeta, están lo suficientemente bajas en la atmósfera como para no oscurecer completamente la visión de la atmósfera por parte del Hubble, y el Hubble puede sondear el vapor de agua sobre las nubes.

«Observar el agua es una puerta de entrada para encontrar otras cosas», dijo Thomas Green, astrofísico de la Universidad de California, California. NASACentro de Investigación Ames en Silicon Valley, California. «Este descubrimiento del Hubble abre la puerta a futuros estudios de este tipo de planetas con el Telescopio Espacial James Webb. Con observaciones infrarrojas adicionales, el Telescopio Espacial James Webb puede ver mucho más, incluidas moléculas que contienen carbono, como monóxido de carbono, dióxido de carbono y metano Una vez que tenemos un inventario total de los elementos de un planeta, podemos compararlos con la estrella que orbita y comprender cómo se formó.

GJ 9827d fue descubierto por el telescopio espacial Kepler de la NASA en 2017. Completa su órbita alrededor de una estrella enana roja cada 6,2 días. La estrella GJ 9827 se encuentra a 97 años luz de la Tierra, en la constelación de Piscis.

Referencia: “Absorción de agua en el espectro de transmisión del filtro Waterworld GJ 9827d” por Pierre-Alexis Roy, Björn Beneke, Caroline Piollet, Michael A. Julie Santiago, Ian JM Crosfield, Caroline V. Morley, Laura Krydberg, Thomas Michal Evans, Jonathan Brand, Simon DeLisle, Thomas B. Verde, Kevin K. Hargrado-Ullman, Travis Barman, Jesse L. Christiansen, Diana Dragomir, Jonathan J. Fortney, Andrew W. Howard, Molly R. Kozirek y Joshua D. Lothringer, 12 de septiembre de 2023, el Cartas de revistas astrofísicas.
doi: 10.3847/2041-8213/acebf0

el telescopio espacial Hubble Es un proyecto de cooperación internacional entre la NASA y la Agencia Espacial Europea. El Centro de Vuelos Espaciales Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, opera el telescopio. El Instituto Científico del Telescopio Espacial (STScI) en Baltimore, Maryland, lleva a cabo operaciones científicas en Hubble y Webb. STScI es operado para la NASA por la Asociación de Universidades para la Investigación en Astronomía, en Washington, DC