A “solamente” 49 años luz de la Tierra se encuentra el exoplaneta LHS 1140 b, que ha conseguido gran atención en la escena científica por su supuesta habitabilidad. Descubierto en el año 2017, aquel planeta fuera de nuestro Sistema Solar es el protagonista de un nuevo estudio que apunta a la presencia de océanos en su superficie.
A cargo de investigadores de la Universidad de Montreal, los nuevos hallazgos se basan en observaciones con el poderoso Telescopio James Webb de la NASA. El exoplaneta presenta una serie de características tan intrigantes como interesantes. De acuerdo a los científicos de la institución canadiense, no solo tendría agua; también cuenta con abundantes cantidades de nitrógeno. Además, señalan que se trata de una “supertierra”: es 1,73 veces más grande que nuestro planet, con una masa 5,6 veces superior.
¿El exoplaneta LHS 1140 b es un potencial candidato para la subsistencia humana en el espacio? Además, ¿es probable sea hogar de seres extraterrestres? ¿Cuáles son los próximos pasos en la investigación, para develar los misterios de ese mundo? Para responder estos y otros interrogantes, Hipertextual conversó en exclusiva con los autores del estudio.
5 datos sobre el exoplaneta LHS 1140 b: ¿qué variables apuntan a su habitabilidad?
- Es importante subrayar que se trata de un exoplaneta. Es decir, está fuera de nuestro Sistema Solar. Según registros de la NASA, se encuentra a 49 años luz de la superficie terrestre. En concreto, su hogar es la constelación Cetus, también conocida como La Ballena.
- Es considerado un planeta rocoso, aunque se estima que entre el 10 % y el 20 % de su masa sería agua. Los expertos observan que en su región templada el exoplaneta podría contener agua líquida, un recurso fundamental para la vida. Esa superficie tendría una extensión de unos 4.000 kilómetros. Por su parte, los océanos helados estarían en su “cara oscura”.
- Se lo cataloga como una “supertierra”. Su masa es 5,6 veces superior a la de nuestro planeta. Además, su diámetro es 1,73 veces más grande.
- LHS 1140 b orbita alrededor de su estrella, la “enana roja” LHS 1140, cada 24,7 días. El exoplaneta está bloqueado de su estrella y su rotación es sincrónica. Esto implica que una de sus caras recibe luz en forma permanente.
- Los nuevos estudios apuntan a la posible presencia de una atmósfera secundaria rica en oxígeno, similar a la que tenemos aquí en la Tierra.
“No es ni remotamente factible enviar humanos a ninguno de estos mundos”
“En lugar de abandonar la Tierra, los investigadores de exoplanetas esperamos poner a nuestro planeta en el contexto más amplio de todos los tipos que existen en el Universo. También nos interesa estudiar cuál de estos mundos podría albergar vida”, dice a Hipertextual Nathalie Ouellette, astrofísica y comunicadora científica de la Universidad de Montreal. Además, es el nexo entre la Agencia Espacial de Canadá (CSA) con los equipos que gestionan el Telescopio Espacial James Webb.
En función de ello, ¿el estudio del exoplaneta LHS 1140 b apunta más a la búsqueda de un mundo potencialmente habitable para los seres humanos? ¿Procura encontrar vida extraterrestre? ¿Tal vez ambos?
Básicamente, todo el campo de la investigación de exoplanetas consiste en caracterizarlos. Esto sirve para comprender cómo se formaron y evolucionaron, y cómo encajan en la diversidad más amplia de exoplanetas existentes. También apuntamos a la búsqueda de vida más allá de nuestro Sistema Solar.
Dada nuestra actual tecnología de exploración espacial, no es ni remotamente factible enviar humanos a ninguno de estos mundos. Incluso el exoplaneta más cercano a nuestro Sistema Solar, Próxima Centauri b, se encuentra a más de 4 años luz de distancia. Ese viaje tardaría más de 7.000 años utilizando la nave más rápida jamás construida por el hombre, la sonda solar Parker, que ni siquiera es apta para transportar humanos.
Sabemos que han empleado la potencia del James Webb. ¿Existe algo así como un sistema de turnos para aprovechar usar el telescopio? Quiero decir, dado que ese instrumental se emplea para múltiples observaciones, ¿cómo se le pide que apunte, en este caso, al exoplaneta LHS 1140 b?
La mayoría de las observaciones de James Webb se realizan bajo lo que se denomina programas de Observadores Generales (GO). Estos programas se seleccionan anualmente mediante un proceso muy competitivo en el que los investigadores deben presentar propuestas. Luego, un comité de selección distribuye el tiempo disponible entre los mejor clasificados.
Acabamos de comenzar el tercer ciclo de este proceso, ¡y solo una de cada nueve propuestas recibidas recibió tiempo! Existen otras vías especiales para acceder al telescopio, incluido lo que se conoce como Tiempo Discrecional del Director (DDT). Se pueden enviar programas de observación muy importantes y/o urgentes en cualquier momento para obtener DDT en el JWST rápidamente. Esto es mucho más competitivo que obtener tiempo GO y está reservado sólo para los estudios más valiosos y prometedores.
Nuestro equipo obtuvo DDT en diciembre de 2023 para realizar este estudio más reciente del exoplaneta LHS 1140 b. En el futuro, esperamos que alguna combinación de tiempo GO, tiempo DDT y quizás otros programas puedan ayudar al estudio continuo del equipo de LHS 1140 b.
Dado que Marte y otros planetas de nuestro Sistema Solar son (todavía) inaccesibles para nosotros, ¿por qué se considera que 49 años luz es una distancia “corta”? ¿Será posible viajar esa distancia en el futuro?
Como he mencionado, actualmente no hay forma de viajar las distancias que nos separan de los exoplanetas. Esto incluye a los que están relativamente cerca de nosotros, como el exoplaneta LHS 1140 b. Hay ciertas iniciativas como Breakthrough Starshot que hablan de enviar un microchip en una vela ligera a una fracción (10 %) de la velocidad de la luz con la esperanza de alcanzar Próxima Centauri b en cuestión de décadas. Pero esto todavía es bastante especulativo y no involucra viajes espaciales humanos. ¡Por ahora, debemos hacer toda esta maravillosa investigación a distancia!
“El escenario más probable que se trate de un mundo acuático con una atmósfera rica en nitrógeno”
Charles Cadieux es estudiante del Instituto Trottier de Investigación sobre Exoplanetas (iREx) y uno de los autores principales del estudio, que fue supervisado por el profesor René Doyon. El especialista explica que si bien la presencia de agua no es un signo inequívoco de vida en LHS 1140 b, es tentador pensar en esa posibilidad.
El exoplaneta fuee descubierto en 2017. ¿Cuáles son los principales hallazgos de su investigación? ¿Qué nueva información has encontrado sobre el exoplaneta LHS 1140 b?
Este es uno de los exoplanetas más estudiados con observaciones de muchas instalaciones e instrumentos. Entre ellos Telescopio TESS, el Hubble, el Spitzer, el espectrógrafo ESPRESSO del ESO/Very Large Telescope, entre otros. A principios de este año, nuestro equipo volvió a analizar casi todas las observaciones existentes de este sistema por primera vez en un estudio conjunto para actualizar y obtener parámetros planetarios más precisos, como su radio y su masa.
Descubrimos que la densidad del exoplaneta LHS 1140 b es incompatible con un interior similar a la Tierra. Además, que una envoltura de hidrógeno o una capa de agua sobre un núcleo rocoso y rico en metales son el escenario más probable para su naturaleza. Luego utilizamos el instrumento NIRISS del James Webb para discriminar entre estos escenarios, ya que una atmósfera extendida rica en hidrógeno sería detectable con solo una o dos visitas. Descubrimos que la atmósfera de LHS 1140 b no está dominada por hidrógeno. Y que el escenario más probable que se trate de un mundo acuático con una atmósfera rica en nitrógeno.
¿Cuáles son los principales desafíos y obstáculos que ha encontrado en el curso de esta investigación?
Dado que el exoplaneta LHS 1140 b orbita alrededor de una estrella más pequeña y más fría que nuestro Sol, nuestras observaciones de reconocimiento atmosférico del James Webb son más susceptibles a la contaminación estelar. Las manchas estelares en la superficie de una estrella enana M son lo suficientemente frías como para formar moléculas como el agua que pueden malinterpretarse como una señal planetaria. El mayor desafío fue realizar este análisis cuidadoso para corregir nuestros datos de contaminación estelar.
Retomando vuestros hallazgos, ¿qué implica la presencia de nitrógeno y agua congelada? ¿Son señales que permiten pensar en la posible existencia de vida allí?
La presencia de nitrógeno y agua —líquida o congelada— no implica ni sugiere la presencia de vida en LHS 1140 b. Sin embargo, sabemos que la vida se originó en agua líquida en la Tierra. Por eso, un paso importante en nuestra búsqueda de vida fuera de nuestro Sistema Solar es dar con exoplanetas con condiciones superficiales (temperatura y presión) que permitan la existencia de agua líquida.
En este estudio, rechazamos el escenario mini-Neptuno (rico en hidrógeno) para este exoplaneta templado que sería inhóspito para la vida. Nuestra simulación del clima de LHS 1140 b para el escenario de un mundo acuático con una atmósfera rica en nitrógeno predice un océano, si el planeta tiene un nivel suficiente de efecto invernadero debido al CO2. La detección de CO2 requerirá muchas más observaciones del sistema con JWST, pero consistiría en una detección indirecta firme de agua líquida en LHS 1140 b.
En vuestro estudio indica que en la región que apunta a la estrella LHS 1140 hay una temperatura promedio de de 20 grados centígrados. ¿Esto indicaría que parte de sus océanos son líquidos?
Dado que LHS 1140 b está diez veces más cerca de su estrella que la Tierra del Sol, la fuerza de marea en el planeta es lo suficientemente fuerte como para sincronizar la rotación (día) del planeta con su revolución (año) alrededor de su estrella (24,7 días). Esto es análogo al sistema Tierra-Luna en el que el satélite siempre muestra la misma cara. Hay un lado diurno permanente y un lado nocturno permanente en LHS 1140 b. Y la temperatura es lo suficientemente cálida como para derretir la superficie congelada solo en la región que recibe la mayor radiación de la estrella.
¿Cuáles son los próximos pasos en el estudio del exoplaneta LHS 1140 b?
Lo que sigue es repetir nuestras observaciones con el Telescopio James Webb para confirmar la detección provisional de una atmósfera rica en nitrógeno. Eso tomaría alrededor de un año de observaciones. El conjunto actual se realizó con el instrumento NIRISS, pero también planeamos utilizar NIRSpec en JWST que se extiende más en el infrarrojo y permite sondear el contenido atmosférico de CO2. Como se mencionó anteriormente, el efecto invernadero del CO2 controla la temperatura de la superficie y el tamaño de un océano de agua líquida. Una detección clara de CO2 requerirá de 2 a 3 años de observaciones con JWST y debería proporcionar una prueba definitiva de que LHS 1140 b es un planeta súper Tierra con una gran reserva de agua.
Revisados por pares, las conclusiones del estudio fueron publicadas en The Astrophysical Journal Letters.
