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Planeta Hycean

Representación artística de un planeta hycean.

Un planeta hycean ( / ˈ h aɪ ʃ ən / HY -shən ) [1] es un tipo hipotético de exoplaneta que presenta un océano de agua líquida debajo de una atmósfera rica en hidrógeno . El término hycean es un acrónimo de hidrógeno y océano .

Definición

Un planeta hycean es un tipo hipotético de planeta con océanos de agua líquida bajo una atmósfera de hidrógeno. [2] La presencia de agua líquida extraterrestre hace que los planetas hycean sean considerados candidatos prometedores para la habitabilidad planetaria . [3] [4] [5] Por lo general, se los considera más grandes y masivos que la Tierra ; [6] los datos de densidad implican que tanto las SuperTierras como los Subneptunos rocosos (como K2-18b y TOI-1231 b) [1] [5] pueden encajar en este tipo, por lo que se espera que sean exoplanetas comunes . [4] A partir de 2023, no hay planetas hycean confirmados, pero la misión Kepler detectó muchos candidatos. [3]

Historia

El término "planeta hycean" fue acuñado en 2021 por un equipo de investigadores de exoplanetas de la Universidad de Cambridge , como un acrónimo de "hidrógeno" y "océano", utilizado para describir planetas que se cree que tienen grandes océanos y atmósferas ricas en hidrógeno. . Se cree que los planetas Hycean son comunes alrededor de estrellas enanas rojas y se consideran un lugar prometedor para buscar vida más allá de la Tierra. El término se utilizó por primera vez en un artículo publicado en The Astrophysical Journal el 31 de agosto de 2021. [7]

La vida en los planetas hycean probablemente sería enteramente acuática. [8] Sus composiciones ricas en agua implican que pueden tener tamaños más grandes que los planetas comparables no hycean, lo que facilita la detección de biofirmas . [9] Los mundos Hycean podrían investigarse en busca de firmas biológicas mediante telescopios terrestres y telescopios espaciales como el Telescopio Espacial James Webb (JWST). [4] [10] En 2023, el JWST investigó K2-18b y encontró evidencia tanto de una atmósfera de hielo como de la presencia de sulfuro de dimetilo , una posible firma biológica.

Propiedades

Los planetas Hycean podrían ser considerablemente más grandes que las estimaciones anteriores de planetas habitables, con radios que alcanzan 2,6  R 🜨 (2,3  R 🜨 ) y masas de 10  M E (5  M E ). [9] Además, la zona habitable de tales planetas podría ser considerablemente mayor que la de planetas similares a la Tierra. La temperatura de equilibrio planetario puede alcanzar los 430 K (157 °C; 314 °F) para los planetas que orbitan alrededor de enanas M tardías . [11] Sin embargo, la masa y el radio no determinan por sí solos la composición de un planeta, ya que los cuerpos con masa y radio idénticos pueden tener composiciones distintas: un planeta determinado puede ser, por lo tanto, un planeta hycean o una súper Tierra. [12]

Estos planetas pueden tener muchas composiciones atmosféricas y estructuras internas distintas. [9] También son posibles planetas "hiceanos oscuros" bloqueados por mareas (habitables sólo en el lado de la noche permanente) [13] o planetas "hiceanos fríos" (con irradiación insignificante, que se mantienen calientes por el efecto invernadero ). [11] Los mundos hycean oscuros pueden formarse cuando la atmósfera no transporta eficazmente el calor desde el lado diurno permanente al lado nocturno permanente, [14] por lo tanto, el lado nocturno tiene temperaturas templadas mientras que el lado diurno es demasiado caluroso para la vida. [15] Los planetas hycean fríos pueden existir incluso en ausencia de estrellas, por ejemplo, los planetas rebeldes . [15]

Aunque la presencia de agua puede ayudar a que sean planetas habitables , su habitabilidad puede verse limitada por un posible efecto invernadero desbocado . El hidrógeno reacciona de manera diferente a las longitudes de onda de la luz de las estrellas que los gases más pesados ​​como el nitrógeno y el oxígeno. Si el planeta orbita una estrella similar al Sol a una unidad astronómica (UA), la temperatura sería tan alta que los océanos hervirían y el agua se convertiría en vapor. Los cálculos actuales sitúan la zona habitable donde el agua permanecería líquida en 1,6 AU, si la presión atmosférica es similar a la de la Tierra, o en 3,85 AU si es más probable que la presión sea diez o veinte veces mayor. Todos los candidatos actuales a planeta hycean están ubicados dentro del área donde los océanos hervirían y, por lo tanto, es poco probable que tengan océanos reales de agua líquida. [3] Otro factor limitante es que los rayos X y la radiación ultravioleta de la estrella (especialmente las estrellas activas ) pueden destruir las moléculas de agua. [13]

Características

Los planetas Hycean pueden ser capaces de sustentar vida extraterrestre, a pesar de que sus propiedades difieren drásticamente de las de la Tierra. Los astrónomos planean utilizar telescopios como el Telescopio Espacial James Webb para buscar planetas hycean y aprender más sobre su potencial de habitabilidad. [18]

Candidatos

K2-18b

Uno de esos candidatos a planeta es K2-18b , que orbita una estrella débil con un período de aproximadamente 33 días. Este candidato a planeta podría tener agua líquida, contener una cantidad considerable de gas hidrógeno en su atmósfera y está lo suficientemente lejos de su estrella como para residir dentro de la zona habitable de su estrella . Estos planetas candidatos pueden estudiarse en busca de biomarcadores . [19] [20] En 2023, el telescopio espacial James Webb detectó dióxido de carbono y metano en la atmósfera de K2-18b, pero no detectó grandes cantidades de amoníaco . Esto apoya la hipótesis de que K2-18b podría tener un océano de agua. Las mismas observaciones también sugieren que la atmósfera de K2-18b podría contener sulfuro de dimetilo , un compuesto asociado con la vida en la Tierra, aunque esto aún no se ha confirmado. [21] Otra posibilidad es que K2-18b sea un mundo de lava con una atmósfera de hidrógeno. [22]

Otros candidatos

Ver también

Referencias

  1. ^ ab Paul Scott Anderson (30 de agosto de 2021). "Los planetas Hycean podrían ser mundos oceánicos habitables". Tierra y cielo . Consultado el 30 de agosto de 2021 .
  2. ^ ab Madhusudhan, Piette y Constantinou 2021, p.3
  3. ^ abc Sutter, Paul (2 de mayo de 2023). "Después de todo, es posible que los exoplanetas Hycean no puedan albergar vida". Espacio.com . Consultado el 5 de mayo de 2023 .
  4. ^ abc Madhusudhan, Nikku; Piette, Anjali AA; Constantinou, Savvas (21 de agosto de 2021). "Habitabilidad y biofirmas de los mundos Hycean". La revista astrofísica . 918 (1): 1. arXiv : 2108.10888 . Código Bib : 2021ApJ...918....1M. doi : 10.3847/1538-4357/abfd9c . ISSN  0004-637X. S2CID  237290118.
  5. ^ ab Davis, Nicola (30 de agosto de 2021). "Los 'Mini-Neptunos' más allá del sistema solar pronto pueden dar signos de vida: los astrónomos de Cambridge identifican una nueva clase hycean de exoplanetas habitables, que podrían acelerar la búsqueda de vida" . El guardián . Consultado el 30 de agosto de 2021 .
  6. ^ ab Madhusudhan, Piette y Constantinou 2021, p.4
  7. ^ Madhusudhan, Nikku; Piette, Anjali AA; Constantinou, Savvas (2021). "Habitabilidad y biofirmas de los mundos Hycean". La revista astrofísica . 918 (1): 1. arXiv : 2108.10888 . Código Bib : 2021ApJ...918....1M. doi : 10.3847/1538-4357/abfd9c .
  8. ^ abc Madhusudhan, Piette y Constantinou 2021, p.12
  9. ^ a b C Madhusudhan et al. 2023, p.1
  10. ^ Personal (27 de agosto de 2021). "La vida extraterrestre podría estar viviendo en grandes exoplanetas 'Hycean'". Noticias de la BBC . Consultado el 31 de agosto de 2021 .
  11. ^ ab Madhusudhan, Piette y Constantinou 2021, p.9
  12. ^ abcdefghijk Madhusudhan, Piette y Constantinou 2021, p.6
  13. ^ ab Madhusudhan, Piette y Constantinou 2021, p.5
  14. ^ Madhusudhan, Piette y Constantinou 2021, p.10
  15. ^ abc Madhusudhan, Piette y Constantinou 2021, p.11
  16. ^ Gargaud y col. 2011, enana roja
  17. ^ Petraccone, Luigi (27 de noviembre de 2023). "La producción de entropía planetaria como limitación termodinámica para la habitabilidad de exoplanetas". Avisos mensuales de la Real Sociedad Astronómica . 527 (3): 5547–5552. doi : 10.1093/mnras/stad3526 .
  18. ^ Cariño, David. "Planeta Hycean". www.daviddarling.info . Consultado el 24 de mayo de 2023 .
  19. ^ "Planetas Hycean | StarDate Online". stardate.org . Consultado el 24 de mayo de 2023 .
  20. ^ Piaulet, Carolina; Benneke, Björn; Almenara, José M.; Dragomir, Diana; Knutson, Heather A.; Thorngren, Daniel; Peterson, Merrin S.; Crossfield, Ian JM; SEÑOR. Kempton, Eliza; Kubyshkina, Daria; Howard, Andrew W.; Angus, Rut; Isaacson, Howard; Weiss, Lauren M.; Beichman, Charles A.; Fortney, Jonathan J.; Fossati, Luca; Lammer, Helmut; McCullough, relaciones públicas; Morley, Carolina V.; Wong, Ian (febrero de 2023). "Evidencia de la composición rica en volátiles de un planeta con un radio de 1,5 la Tierra". Astronomía de la Naturaleza . 7 (2): 206–222. arXiv : 2212.08477 . Código Bib : 2023NatAs...7..206P. doi :10.1038/s41550-022-01835-4. ISSN  2397-3366. S2CID  254764810.
  21. ^ Yan, Isabelle (8 de septiembre de 2023). "Webb descubre metano y dióxido de carbono en la atmósfera de K2-18 b". NASA . Consultado el 12 de septiembre de 2023 .
  22. ^ Pequeño, Oliver; Jordán, Sean; Nicholls, Harrison; Lichtenberg, Tim; Bower, Dan J. (febrero de 2024). "Distinguir océanos de agua de magma en Mini-Neptuno K2-18b". Las cartas del diario astrofísico . 962 (1): L8. arXiv : 2401.05864 . Código Bib : 2024ApJ...962L...8S. doi : 10.3847/2041-8213/ad206e . ISSN  2041-8205.
  23. ^ abcdefghij Pierrehumbert, Raymond T. (1 de febrero de 2023). "El invernadero fugitivo en mundos acuáticos subneptunos". La revista astrofísica . 944 (1): 20. arXiv : 2212.02644 . Código Bib : 2023ApJ...944...20P. doi : 10.3847/1538-4357/acafdf .
  24. ^ Piaulet, Carolina; Benneke, Björn; Almenara, José M.; Dragomir, Diana; Knutson, Heather A.; Thorngren, Daniel; Peterson, Merrin S.; Crossfield, Ian JM; SEÑOR. Kempton, Eliza; Kubyshkina, Daria; Howard, Andrew W.; Angus, Rut; Isaacson, Howard; Weiss, Lauren M.; Beichman, Charles A.; Fortney, Jonathan J.; Fossati, Luca; Lammer, Helmut; McCullough, relaciones públicas; Morley, Carolina V.; Wong, Ian (15 de diciembre de 2022). "Evidencia de la composición rica en volátiles de un planeta con un radio de 1,5 la Tierra". Astronomía de la Naturaleza . 7 (2): 206–222. arXiv : 2212.08477 . Código Bib : 2023NatAs...7..206P. doi :10.1038/s41550-022-01835-4. S2CID  254764810.
  25. ^ Phillips, Capricho L; Wang, Ji; Edwards, Billy; Martínez, Romy Rodríguez; Asnodkar, Anusha Pai; Gaudí, B Scott (2023). "Explorando el potencial de Twinkle para revelar la naturaleza de LTT 1445 Ab". Avisos mensuales de la Real Sociedad Astronómica . 526 (2): 2251–2264. doi :10.1093/mnras/stad2822.
  26. ^ Kawauchi, K.; Murgas, F.; Palé, E.; Narita, N.; Fukui, A.; Hirano, T.; Parviainen, H.; Ishikawa, HT; Watanabe, N.; Esparaza-Borges, E.; Kuzuhara, M.; Orell-Miquel, J.; Krishnamurthy, V.; Mori, M.; Kagetani, T.; Zou, Y.; Isogai, K.; Livingston, JH; Howell, SB; Crouzet, N.; León, JP de; Kimura, T.; Kodama, T.; Korth, J.; Kurita, S.; Laza-Ramos, A.; Luque, R.; Madrigal-Aguado, A.; Miyakawa, K.; Morello, G.; Nishiumi, T.; Rodríguez, FMAM; Sánchez-Benavente, M.; Stangret, M.; Teng, H.; Terada, Y.; Gnilka, CL; Guerrero, N.; Harakawa, H.; Hodapp, K.; Hori, Y.; Ikoma, M.; Jacobson, S.; Konishi, M.; Kotani, T.; Kudo, T.; Kurokowa, T.; Kusakabe, N.; Nishikawa, J.; Omiya, M.; Serizawa, T.; Tamura, M.; Ueda, A.; Vievard, S. (1 de octubre de 2022). "Validación y exploración atmosférica del subNeptuno TOI-2136b alrededor de una enana M3 cercana". Astronomía y Astrofísica . 666 : A4. arXiv : 2202.10182 . Código Bib : 2022A y A...666A...4K. doi :10.1051/0004-6361/202243381. ISSN  0004-6361. S2CID  247011479.

Fuentes

enlaces externos