El agua está presente de manera abundante en muchos planetas pequeños

El agua está presente de forma abundante en muchos pequeños planetas extrasolares pero no fluye en océanos y ríos como en la Tierra, sino que al parecer está incrustada en la roca o en bolsas bajo la superficie, según ha dado a conocer un estudio liderado por la Universidad de Chicago y el Instituto español de Astrofísica de Canarias (IAC).

Se publicó en la revista Science y revela que hay una abundante población de exoplanetas de agua y roca alrededor de estrellas enanas de tipo M, que son las más comunes de la Vía Láctea.

Para este estudio, liderado por los investigadores Rafael Luque, de la Universidad de Chicago y el Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC), en el sur de España, y Enric Pallé, del IAC y la Universidad de La Laguna (ULL), en el archipiélago atlántico español, se analizaron a detalle el radio y la masa de 43 exoplanetas pequeños conocidos alrededor de estrellas enanas M, que representan el 80% de las estrellas de la Vía Láctea.

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Rafael Luque explica en un comunicado que encontraron la primera prueba experimental de que los mundos acuáticos existen como población, y que, de hecho, son casi tan abundantes como los planetas terrestres.

Muchos más planetas de los que se pensaba podrían tener gran cantidad de agua, llegando a contener hasta el 50% de la masa total del planeta.

Enric Pallé dijo a EFE que la mitad de estos planetas es agua, de forma que la cantidad es ingente y si lo tuviera en forma de océano este tendría miles de kilómetros de profundidad, pero los datos parecen apuntar que la capa más superficial está derretida y el agua está debajo y hasta el núcleo.

Agregó que, en algún momento, habrá agua líquida y no se sabe si hay vida, pero sí se conoce que una gran mayoría de planetas son iguales a la Tierra en composición, de este modo las probabilidades de encontrar vida incrementan mucho por este motivo.

Cuando los investigadores estudiaron la muestra se encontraron con que las densidades de un gran porcentaje de los planetas sugerían que eran demasiado ligeros en relación a su tamaño como para estar formados solamente por roca.

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De este modo consideran que estos planetas deberían estar formados por la mitad de roca y la mitad de agua u otra molécula más ligera, y han encontrado que es la densidad del planeta y no el radio, como se pensaba antes, lo que separa los planetas secos de los húmedos, expresó Rafael Luque.

Estos planetas están tan cerca de sus soles que cualquier agua en la superficie existiría en una fase gaseosa supercrítica, lo que ampliaría su tamaño.

Los científicos consideran que, en este tipo de población, el agua estaría probablemente incrustada en la roca o en bolsas bajo la superficie, en lugar de fluir como océanos o ríos.

Estas condiciones serían parecidas a las de la luna Europa de Júpiter, pero muy diferentes a lo que pasa en la Tierra, que es un planeta "seco a pesar de que casi toda el agua está en su superficie, lo que le da una apariencia muy húmeda. El agua de la Tierra es solo un 0,02 % de su masa total, mientras que en los mundos acuáticos es el 50 % de la masa del planeta”, agregó Enric Pallé.

Además dijo que descubrieron que los pequeños planetas alrededor de estas estrellas pueden ser descritos por una población discreta de familias: planetas muy similares a la Tierra, planetas con el 50 % de su masa formada por agua (mundos acuáticos o "water worlds" en inglés) y mini-Neptunos con atmósferas extendidas de hidrógeno y/o helio.

Este hallazgo contradice la idea de que estos mundos son secos y rocosos o tienen una extensa y tenue atmósfera de hidrógeno y/o helio.

Y sugiere, por el contrario, que, a diferencia de los planetas rocosos, estos mundos ricos en agua se formaron fuera de la llamada “línea de nieve”, es decir, a una distancia en la que la temperatura era lo suficientemente baja como para que los compuestos más ligeros como el agua se solidificaran y se formaran granos de hielo sólidos, migrando posteriormente hacia el interior.

La distribución de tamaños y densidades de exoplanetas es una consecuencia directa de la formación de planetas a diferentes distancias de la estrella y no de la presencia o no de una atmósfera, señaló Pallé.

“Debido a los errores en masa y radio de nuestras medidas, un planeta, de forma individual, puede a veces encajar en diferentes categorías (terrestre, "water worlds"...) Es cuando observamos una población de planetas, como hacemos aquí, cuando se pueden resolver los patrones de composición distinta”, señaló Luque.

Según los investigadores, los próximos pasos a dar serán entender la estructura interna de los mundos acuáticos, es decir, dónde se almacena el agua, y si estos planetas pueden albergar una pequeña atmósfera de vapor de agua supercrítica detectable.

Enric Pallé expresó que solo los planetas alrededor de estrellas M en la zona habitable son accesibles para la exploración atmosférica por el telescopio espacial James Webb (JWST) y los futuros telescopios extremadamente grandes en tierra.

“También es fundamental entender si nuestro hallazgo se aplica a las poblaciones de pequeños planetas alrededor de otros tipos de estrellas”, destacó Luque, quien subrayó que las masas precisas de los planetas pequeños alrededor de estrellas más grandes son más difíciles de obtener, pero pronto podrían ser proporcionadas por espectrógrafos ultraestables de última generación.

Para este trabajo fueron importantes los nuevos descubrimientos de planetas alrededor de estrellas enanas M llevados a cabo por la misión Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) de la NASA, así como las determinaciones de masa realizadas por el espectrógrafo CARMENES, instalado en el telescopio de 3,5 m de Calar Alto, en Almería (sur de España).