Ciencia

Descubren vapor de agua en un exoplaneta por primera vez

Se trata del planeta más pequeño del que los científicos han sido capaces de identificar componentes químicos

25.09.2014 | 10:10
Científicos han descubierto vapor de agua.
Científicos han descubierto vapor de agua.

Astrónomos han encontrado vapor de agua en la atmósfera de un planeta cuatro veces más grande que la Tierra, como Néptuno, en la constelación de Cygnus, a unos 124 años luz.

En la búsqueda por saber más acerca de los planetas fuera de nuestro sistema solar, este descubrimiento señala el planeta más pequeño del que los científicos han sido capaces de identificar algunos componentes químicos de su atmósfera.

Estos descubrimientos, que se publican en la edición de este jueves de la revista 'Nature', fueron realizados por un equipo dirigido por el profesor de Astronomía de la Universidad de Maryland (UMD, por sus siglas en inglés), en Estados Unidos, Drake Deming, un experto en el estudio de los exoplanetas o planetas que orbitan soles fuera de nuestro sistema solar.

El hallazgo de vapor de agua e hidrógeno en la atmósfera del exoplaneta HAT-P 11b no es sólo una pieza asombrosa de un trabajo de detective de larga distancia sobre la base de los análisis de las observaciones de tres telescopios diferentes de la NASA, sino que también sugiere que las ideas de los astrónomos sobre cómo se formaron los planetas parecen ser ciertas para otros sistemas planetarios igual que para el nuestro propio.

Para detectar agua en exoplanetas lejanos, los científicos utilizan una peculiaridad de la luz que sucede cuando un planeta transita o pasa por delante de su estrella anfitriona. El material contenido en la atmósfera del planeta absorbe parte de la luz de la estrella y hace que el planeta parezca más grande, igual que nuestro sol parece más grande en la puesta del sol, cuando estamos mirando hacia el horizonte a través de una amplia franja de la atmósfera de la Tierra.

Al trazar los cambios en el tamaño del exoplaneta y relacionarlos con la longitud de onda de la radiación electromagnética que observa el telescopio, los astrónomos obtienen un gráfico que muestra la cantidad de radiación de la estrella que está absorbiendo la atmósfera del planeta. La forma de ese gráfico, llamado espectro de transmisión, puede revelar qué productos químicos están presentes en la atmósfera.

Cuanto más grande es el planeta, más evidentes son los cambios en el tamaño del planeta durante su tránsito a través de su estrella anfitriona. Los astrónomos han utilizado esta técnica para describir las atmósferas de varios planetas gigantes, del tamaño de Júpiter en nuestro sistema solar. En este estudio, el equipo quería analizar la atmósfera de un planeta significativamente menor.

El equipo eligió HAT P-11b, que fue descubierta por la Red Automática de Telescopios Húngaros (HAT, por sus siglas en inglés) y tiene un tamaño de cerca de cuatro veces el radio de la Tierra y una masa de alrededor de 26 veces la de la Tierra. En comparación con los planetas de nuestro sistema solar, HAT-P 11b está más cerca en tamaño a Neptuno, pero es mucho más cerca de su estrella y, por tanto, mucho más caliente, a unos 878 grados Kelvin, o 1120 grados Fahrenheit.

Probablemente, este planeta tiene un núcleo rocoso, rodeado por un envoltorio grueso y gaseoso, de aproximadamente el 90 por ciento de hidrógeno. Su ambiente es sin nubes a gran altura, pero como encontró el equipo, contiene marcas de vapor de agua.

El estudiante graduado en UMD Jonathan Fraine, autor principal del artículo, observó HAT P-11b usando dos telescopios de la NASA, el telescopio espacial Hubble, que mide luz visible e infrarroja, y el Telescopio Espacial Spitzer, que registra sólo la luz infrarroja, entre julio de 2011 y diciembre de 2012. El equipo comparó esos datos con las observaciones del telescopio espacial Kepler de la NASA, que se lanzó para buscar exoplanetas y graba continuamente imágenes de la parte del cielo donde se encuentra HAT-P-11b.

El agua, un requisito insuficiente para la vida

Los astrónomos buscan agua en los exoplanetas porque el agua es una condición previa para la vida, a pesar de que la presencia de agua por sí sola no es suficiente para que surja la vida. "La molécula de agua está muy extendida en el universo --destaca Deming--. Dondequiera que haya hidrógeno y oxígeno, se forma de manera natural. Incluso, algunas manchas solares son lo suficientemente frías como para contener vapor de agua, aunque obviamente es demasiado caliente para que haya vida en el sol".

Los expertos también quieren poner a prueba la hipótesis de que otros planetas se formaron de la misma manera que el nuestro. En el sistema solar primordial, partículas de polvo y hielo llevan cargas eléctricas nativas que causaron que se pegaran entre sí, como lo hacen las "motas de polvo" en el hogar, en un proceso llamado acreción del núcleo. Al principio de este proceso, los planetas gigantes que se formaron lejos del sol tenían suficiente fuerza gravitacional para atraer grandes cantidades de gas de hidrógeno, la H en el H2O.

Pero el agua se congela fuera de las atmósferas de los planetas gigantes de nuestro sistema solar, donde se produce sólo a niveles profundos que son difíciles de observar. Los planetas más cercanos y más pequeños, Marte, Venus y la Tierra, tenían agua en un momento temprano de su evolución, aunque sólo la Tierra retiene agua líquida en la superficie.

Los astrónomos creen que cuanto más pequeño es el planeta, lo más probable es que las moléculas más pesadas como el vapor de agua sean abundantes junto con el hidrógeno. "Nuestras ideas sobre la formación de planetas se han desarrollado para coincidir con nuestro sistema solar --explica Deming-- y no sabemos si otros sistemas planetarios se comportan de la misma manera".

"Queremos poner a prueba la cuestión fundamental de si los planetas pequeños son ricos en elementos pesados, como el oxígeno en vapor de agua", añade. A su juicio, el hallazgo de vapor de agua e hidrógeno en HAT-P 11b "es una pieza clave del rompecabezas", en consonancia con las ideas principales de los astrónomos sobre la formación de planetas.

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