Los «mundos hiceánicos», ¿un paraíso para la vida en la Galaxia?

Por Daniel Marín, el 2 septiembre, 2021. Categoría(s): Astronomía • Exoplanetas ✎ 177

En el zoológico exoplanetario tenemos todo tipo de mundos que hace tan solo unas pocas décadas ni sospechábamos que podían existir: supertierras, minineptunos, jupíteres calientes… Y ahora tenemos un nuevo miembro: los «mundos hiceánicos». ¿Y esto qué es? El nombre nos da una pista, pues es la combinación de hidrógeno y océano. Efectivamente, se trata de mundos océano —esto es, planetas cubiertos por una gruesa capa de agua sin tierra emergida— y una atmósfera rica en hidrógeno (además de helio y otros gases). Lo interesante de estos mundos, más allá de sus características más o menos llamativas, es que podrían ser paraísos para la vida en nuestra Galaxia. Además, en caso de tener vida, los posibles biomarcadores se podrían detectar más fácilmente en estos cuerpos que en otros exoplanetas.

Recreación de un mundo hiceánico caliente (https://www.cam.ac.uk/).

La mayoría de planetas extrasolares conocidos tienen un tamaño de entre uno y cuatro veces el de la Tierra. Sin embargo, sus densidades varían mucho y en el extremo de este rango tenemos mundos con superficie rocosa como las supertierras o megatierras y, en el otro extremo, tenemos mundos poco densos parecidos en composición a los gigantes de hielo de nuestro sistema solar, Urano y Neptuno, aunque más pequeños, de ahí que se denominen genéricamente como minineptunos. La frontera entre ambos tipos es difusa y, como señalamos, depende de la densidad. Es posible que encontremos dos planetas diferentes, pero con el mismo tamaño, y uno de ellos sea una supertierra, y el otro sea un minineptuno. Los planetas hiceánicos (hycean worlds) se hallan justo en medio de las supertierras y los minineptunos en términos de densidad. Son mundos ricos en volátiles con mucha agua y densas atmósferas, pero no tanto como para que no pueda existir una superficie definida, aunque sea líquida. Vale, ¿pero todo esto qué tiene que ver con la habitabilidad? Bueno, no olvidemos que la deficiente definición de habitabilidad para los astrónomos es simplemente que exista agua líquida. Y en estos mundos hay de sobra. Hasta aquí no hay nada nuevo, pero lo bueno viene gracias a su atmósfera. Al poseer una densa atmósfera de hidrógeno, estos planetas podrían estar bastante cerca de sus estrellas o muy lejos y, pese a todo, tener agua líquida en la superficie. Esto es, seguirían siendo habitables.

Relación masa y radio de exoplanetas. En azul la zona correspondiente a los mundos hiceánicos. En rojo oscuro los mundos hiceánicos oscuros (Nikku Madhusudhan et al.).

La razón es que el límite interno de la zona habitable se define como el punto en el cual el planeta entra en un efecto invernadero descontrolado o se produce un escape masivo de agua del planeta debido a las altas temperaturas. Pero los mundos hiceánicos, al estar rodeados de una densa atmósfera de hidrógeno, podrían seguir siendo habitables con temperaturas muy altas. ¿Cuánto? Pues incluso con temperaturas de equilibrio de unos 230 ºC (al estar sometida a una gran presión, el agua no cambiaría de fase). Incluso en un planeta con esta temperatura de equilibrio, habría zonas más frías y, por tanto, más favorables para la vida. Si te parece mucha temperatura, recuerda que en los océanos terrestres encontramos formas de vida que pueden sobrevivir hasta unos 120 ºC. Del mismo modo, el límite exterior de la zona habitable de estos mundos estaría muy lejos. Es una propiedad conocida de las atmósferas ricas en hidrógeno que son capaces de mantener el calor a temperaturas que congelarían el agua o el dióxido de carbono.

Zona habitable de los mundos hiceánicos comparada con la de los mundos habitables. La diferencia es brutal (Nikku Madhusudhan et al.).

Los investigadores que han estudiado este tipo de mundos —Nikku Madhusudhan, Anjali Piette y Savvas Constantinou— también han introducido dos tipos adicionales: los mundos hiceánicos oscuros y los fríos. Los oscuros serían aquellos planetas de este tipo que giran muy cerca de sus estrellas y sufren acoplamiento de marea, mostrando siempre el mismo hemisferio hacia su astro. Aunque las temperaturas del océano del lado diurno serían incompatibles con la vida, el lado nocturno sería habitable. Por contra, los mundos hiceánicos fríos son, obviamente, aquellos situados muy lejos de sus estrellas, pero que, pese a todo, continuarían teniendo una superficie líquida. Gracias a sus densas atmósferas y a su gran tamaño, estos mundos son blancos ideales para la nueva generación de telescopios, especialmente el James Webb. No solo se podría analizar su atmósfera más fácilmente que la de un mundo más pequeño, también sería más sencillo buscar biomarcadores (clorometano, disulfuro de carbono o monóxido de dinitrógeno, por ejemplo). Un posible objetivo para probar si estos mundos existen sería K2-18b, un exoplaneta situado a 124 años luz con un tamaño 2,6 veces el de la Tierra y que se considera un candidato a mundo hiceánico. Con un poco de suerte, pronto sabremos si este mundo tiene biomarcadores en su atmósfera.

Referencias:

  • https://arxiv.org/pdf/2108.10888.pdf
  • https://www.cam.ac.uk/research/news/new-class-of-habitable-exoplanets-are-a-big-step-forward-in-the-search-for-life


177 Comentarios

  1. Pero tendrian suelo oceanico? osea la materia para los seres vivos tiene que venir de algun lugar, no solo de una gran masa de h2o se necesita mas componentes para la vida (energia sobra en esos planetas)

  2. Hiceánico = hidrógeno y océano.
    entonces el nuestro es Niceánico. 😊 No sea que Neptuno sea un Hiceánico y que todo ese hermoso azul se deba a un océano líquido contenido por la tremenda presión del hidrógeno. 🔵

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