Uno de los objetivos del telescopio espacial James Webb (JWST) es el análisis de atmósferas de exoplanetas. A pesar de llevar poco más de un año observando el Universo, el JWST nos está dando las primeras sorpresas en este campo. La última novedad del JWST tiene que ver con la observación del planeta extrasolar K2-18b. El instrumento europeo NIRSpec y el canadiense NIRISS han detectado dióxido de carbono y metano en la atmósfera de este planeta situado a 124 años luz con un tamaño 2,6 veces el de la Tierra. Hasta aquí todo relativamente normal —al menos todo lo ‘normal’ que es estudiar la composición de una atmósfera exoplanetaria a más de cien años luz del Sistema Solar—, pero es que además han observado indicios de la presencia de dimetilsulfuro, un biomarcador asociado a los mundos hiceánicos como bien podría ser K2-18b. Espera, ¿mundos qué? ¿El JWST ha detectado vida? ¿Y qué tiene de especial el dimetilsulfuro?

Bien, recapitulemos un poco. Antes del lanzamiento del JWST se propuso que los mundos hiceánicos serían un blanco interesante para analizar la composición de atmósferas exoplanetarias. Los mundos hiceánicos están rodeados por atmósferas de hidrógeno y cubiertos por un océano global de agua —’hicéanico’ viene de hidrógeno y océano, precisamente— con unas temperaturas templadas. Son cuerpos de mayor tamaño que nuestro planeta (de 1 a 2,6 radios terrestres) y más masivos (entre 1 y 10 masas terrestres). Por tanto, pueden confundirse con minineptunos —planetas de hielo y gases sin una superficie sólida muy definida— o supertierras —planetas rocosos—. Al tener un tamaño tan grande con respecto a su masa, la gravedad superficial es relativamente débil, generando una atmósfera extensa, compuesta principalmente de hidrógeno, que debería ser fácil de estudiar mediante espectroscopía en el infrarrojo con telescopios como el JWST. El exoplaneta K2-18b, situado en la zona habitable de su estrella con una temperatura templada estimada entre -23 ºC y 27 ºC, se había planteado como un candidato a mundo hiceánico antes de que el JWST estuviese operativo, así que es normal que fuera uno de los primeros objetivos de este telescopio. Y dicho y hecho. Un equipo de investigadores con Nikku Madhusudhan a la cabeza ha observado dos tránsitos de K2-18b por delante de su estrella con los instrumentos NIRSpec y NIRISS, uno con cada instrumento (el primero en enero y el segundo en junio de este año).

Los resultados son tremendamente interesantes. Por un lado, como decíamos, tenemos la detección de metano y dióxido de carbono, dos compuestos muy comunes en el Universo —en los mundos hiceánicos el metano no se considera necesariamente un biomarcador, ojo— y que ya habían sido descubiertos en atmósferas de otros exoplanetas. Estos resultados refuerzan la hipótesis de que, efectivamente, K2-18b es un mundo hicéanico y no una supertierra o un minineptuno. De no ser un mundo hicéanico, los investigadores esperaban detectar también amoniaco, un compuesto que no ha aparecido en el espectro obtenido por el JWST. Tampoco se ha descubierto agua o monóxido de carbono, lo que implica que la atmósfera de hidrógeno es relativamente fina y fría. Eso sí, lo más interesante es la posible detección de dimetilsulfuro, un biomarcador que, precisamente, se esperaba poder descubrir en mundos hicéanicos. El dimetilsulfuro y el clorometano se habían propuesto como biomarcadores a detectar en supertierras o en estos mundos con atmósferas de hidrógeno. Se trata de dos compuestos a los que no se les conoce falsos positivos en la naturaleza y que en la Tierra solo se generan por la acción de formas de vida microscópicas (en dimetilsulfuro se crea en nuestro planeta por la acción del fitoplancton oceánico). Lógicamente, y como era de esperar, los titulares de los medios han sido bastante llamativos y en muchos aparece la palabra ‘vida’. Pero no debemos echarle la culpa a los periodistas, porque en el propio paper se dice directamente que «these findings support the Hycean nature of K2-18b and the potential for biological activity on the planet». Pues eso, más claro el agua o, mejor dicho, el dimetilsulfuro.

La letra pequeña del descubrimiento es que los investigadores no están seguros de haber descubierto dimetilsulfuro. Parece ser que la evidencia estadística no llega a 1 sigma —aunque hay debate en esto—, muy lejos de los 3 sigma que se usan en astronomía para asegurar un descubrimiento (y más lejos aún de los 5 sigma de la física de partículas). Serán necesarios más tránsitos para confirmar este descubrimiento. Por otro lado, K2-18b, con una masa de 8,63 masas terrestres y un radio de 2,61 veces el de nuestro planeta está en el límite superior de lo que se considera un mundo hiceánico, así que bien podría tratarse de un minineptuno sin un océano global de agua o, al revés, con un océano a temperatura muy alta bajo presión, y, por tanto, sin posibilidad de que sea un paraíso de vida alienígena. En cualquier caso, es una noticia muy relevante. Habrá que estar pendientes de K2-18b y a los otros candidatos a mundos hiceánicos. Las primeras pruebas indirectas de vida fuera de nuestro planeta bien podrían encontrarse en estos planetas.

Referencias:

• https://esawebb.org/media/archives/releases/sciencepapers/weic2321/weic2321.pdf
• https://www.esa.int/Science_Exploration/Space_Science/Webb/Webb_discovers_methane_and_carbon_dioxide_in_atmosphere_of_K2-18_b