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K2-18b: ¿Qué secretos desconocidos se esconden en la atmósfera de hidrógeno de este planeta extraterrestre?
K2-18b es un exoplaneta que orbita la estrella enana roja K2-18, a unos 124 años luz de la Tierra. El planeta está clasificado como de tamaño subneptuno, con un radio aproximadamente 2,6 veces mayor que el de la Tierra, y orbita dentro de la zona habitable de su estrella madre en un período de 33 días. Esto significa que recibe tanta luz estelar como la Tierra. El planeta fue descubierto por primera vez con el telescopio espacial Kepler y posteriormente observado por el Telescopio Espacial James Webb (JWST) para estudiar su atmósfera.
En 2019, los científicos informaron por primera vez de la presencia de vapor de agua en la atmósfera de K2-18b, un descubrimiento que atrajo gran atención.
En 2023, JWST detectó dióxido de carbono y metano en la atmósfera de K2-18b. Diferentes interpretaciones de estos datos sugieren que K2-18b puede ser un planeta acuoso con una atmósfera rica en hidrógeno, o un mini-Neptuno rico en gas. En cualquier caso, K2-18b es más una imitación de Neptuno o Urano que de las condiciones habitables de la Tierra. Esto provocó extensos debates sobre su potencial habitabilidad.
Características del K2-18
K2-18 es una estrella enana M ubicada en la constelación de Leo con una temperatura de sólo 3457 K y un radio de sólo el 45% del Sol. La estrella tiene aproximadamente 2.400 millones de años y muestra una actividad estelar moderada. La estrella también alberga un planeta en la órbita de K2-18b, K2-18c, que puede interactuar con K2-18b a través de efectos de marea.
Propiedades físicas del K2-18b
K2-18b tiene un radio de 2.610±0.087 R🜨 y una masa de 8.63±1.35 ME. La densidad del planeta sugiere que puede tener una capa exterior rica en hidrógeno, posiblemente un núcleo rocoso más una envoltura gruesa, o tener una composición similar a la de Neptuno. Estos planetas de tamaño moderado son sorprendentemente raros y forman lo que se conoce como un valle radial. Es posible que el planeta haya tardado millones de años en formarse, pero es poco probable que el calentamiento de las mareas haya contribuido a este proceso.
Posible existencia de océano
La cuestión de si existe agua líquida en K2-18b aún no está clara. Aunque los datos anteriores sugerían que el agua se encontraba en un estado supercrítico, las observaciones del JWST apuntaban a la posible existencia de un océano líquido. Pero confirmar esto es muy difícil porque la existencia de un océano no se puede deducir únicamente de su masa y radio.
Los investigadores dijeron: En el estado supercrítico, ya no existe un límite entre el líquido y el gas, lo que hace más difícil definir la existencia del océano.
Investigaciones anteriores creían que puede haber otros componentes en la atmósfera de K2-18b, como amoníaco, moléculas de carbono simplificadas, etc., pero diferentes modelos tienen diferentes explicaciones para estos componentes, y la comunidad científica todavía está debatiendo.
Atmósfera y clima
Según observaciones del Telescopio Espacial Hubble, K2-18b tiene una atmósfera de hidrógeno y todavía existe cierta incertidumbre sobre la presencia de vapor de agua. Las observaciones del JWST muestran que la concentración de vapor de agua en la atmósfera es extremadamente baja, menos del 0,1%. Además, JWST observó que el metano y el dióxido de carbono representan cada uno aproximadamente el 1% de la atmósfera. No se han determinado las concentraciones de otros óxidos de carbono y sólo se dispone de límites superiores. La atmósfera constituye hasta el 6,2% de la masa del planeta y su composición puede ser similar a la de Neptuno o Urano.
Evolución planetaria
La atmósfera superior de K2-18b se verá afectada por la radiación de alta energía de la estrella madre. Esta radiación de alta energía calentará la atmósfera y formará gas hidrógeno, lo que puede provocar el escape de la atmósfera. Tal proceso sugiere que incluso si este proceso continúa, es posible que K2-18b no pierda completamente su atmósfera durante su vida.
Habitabilidad
Este planeta está situado en la zona habitable de su estrella, y la cantidad de radiación estelar que recibe es de aproximadamente 1368+114−107 W/m2, similar a la de la Tierra. Sin embargo, la forma de confirmar la verdadera habitabilidad de K2-18b dependerá de la composición de su atmósfera y del albedo de sus nubes. Las observaciones sugieren que la atmósfera profunda del planeta puede estar sobrecalentada, mientras que las capas ricas en agua pueden ser adecuadas para el desarrollo de la vida.
Los microbios pueden sobrevivir en entornos ricos en hidrógeno, lo que sugiere que el hidrógeno no es un obstáculo para la vida.
K2-18b es sin duda un tema de investigación convincente. Con el telescopio espacial James Webb de regreso en el espacio, se espera que la exploración en profundidad del planeta revele más secretos. Entonces, ¿puede este planeta realmente albergar vida?
