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Planeta Hycean

Representación artística de un planeta hycean.

Un planeta hyceano ( / ˈh aɪ ʃ ən / HY -shən ) es un tipo hipotético de exoplaneta que presenta un océano de agua líquida debajo de una atmósfera rica en hidrógeno . El término hyceano es una combinación de hidrógeno y océano .

Definición

Un planeta hyceano es un tipo hipotético de planeta con océanos de agua líquida bajo una atmósfera de hidrógeno. [1] La presencia de agua líquida extraterrestre hace que los planetas hyceanos sean considerados candidatos prometedores para la habitabilidad planetaria . [2] [3] [4] Por lo general, se considera que son más grandes y masivos que la Tierra . [5] A partir de 2023, no hay planetas hyceanos confirmados, pero la misión Kepler detectó muchos candidatos. [2]

Historia

El término "planeta hyceano" fue acuñado en 2021 por un equipo de investigadores de exoplanetas de la Universidad de Cambridge , como una combinación de "hidrógeno" y "océano", que se utiliza para describir planetas que se cree que tienen grandes océanos y atmósferas ricas en hidrógeno. Se cree que los planetas hyceanos 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. [3]

La vida en los planetas hyceanos probablemente sería completamente acuática. [6] Sus composiciones ricas en agua implican que pueden tener tamaños más grandes que los planetas no hyceanos comparables, lo que facilita la detección de biofirmas . [7] Los mundos hyceanos podrían investigarse en busca de biofirmas mediante telescopios terrestres y telescopios espaciales como el Telescopio Espacial James Webb (JWST). [3] [8] En 2023, el JWST investigó K2-18b y encontró evidencia tanto de una atmósfera hyceana como de la presencia de sulfuro de dimetilo , una posible biofirma.

Propiedades

Los planetas hyceanos podrían ser considerablemente más grandes que las estimaciones previas para planetas habitables, con radios que alcanzan 2,6  R 🜨 (2,3  R 🜨 ) y masas de 10  M E (5  M E ). [7] Además, la zona habitable de tales planetas podría ser considerablemente más grande que la de los planetas similares a la Tierra. La temperatura de equilibrio planetario puede alcanzar 430 K (157 °C; 314 °F) para planetas que orbitan enanas M tardías . [9] Sin embargo, la masa y el radio no informan por sí mismos la composición de un planeta, ya que los cuerpos con masa y radio idénticos pueden tener composiciones distintas: un planeta dado puede ser un planeta hyceano o una supertierra. [10]

Estos planetas pueden tener muchas composiciones atmosféricas y estructuras internas distintas. [7] También son posibles los planetas "hyceanos oscuros" bloqueados por mareas (habitables solo en el lado de la noche permanente) [11] o los planetas "hyceanos fríos" (con irradiación insignificante, que se mantienen calientes por el efecto invernadero ). [9] Los mundos hyceanos oscuros pueden formarse cuando la atmósfera no transporta efectivamente el calor desde el lado diurno permanente al lado nocturno permanente, [12] por lo que el lado nocturno tiene temperaturas templadas mientras que el lado diurno es demasiado caliente para la vida. [13] Los planetas hyceanos fríos pueden existir incluso en ausencia de estrellas, por ejemplo, planetas rebeldes . [13]

Aunque la presencia de agua puede ayudarlos a ser planetas habitables , su habitabilidad puede verse limitada por un posible efecto invernadero descontrolado . 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 ubican la zona habitable donde el agua permanecería líquida a 1,6 UA, si la presión atmosférica es similar a la de la Tierra, o a 3,85 UA si es la presión más probable de diez a veinte veces. Todos los candidatos actuales a planetas hyceanos se encuentran dentro del área donde los océanos hervirían y, por lo tanto, es poco probable que tengan océanos reales de agua líquida. [2] 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. [11]

Características

Los planetas hyceanos podrían ser capaces de albergar 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 hyceanos y aprender más sobre su potencial de habitabilidad. [16]

Candidatos

K2-18b

Uno de estos candidatos a planeta es K2-18b , que orbita una estrella débil con un período de unos 33 días. Este candidato a planeta podría tener agua líquida, que contiene una cantidad considerable de gas hidrógeno en su atmósfera, y está lo suficientemente lejos de su estrella, de modo que reside dentro de la zona habitable de su estrella . Estos candidatos a planetas pueden estudiarse en busca de biomarcadores . [17] [18] 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 de hecho 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. [19] Otra posibilidad es que K2-18b sea un mundo de lava con una atmósfera de hidrógeno. [20]

Otros candidatos

Véase también

Referencias

  1. ^ ab Madhusudhan et al. 2021, pág. 3
  2. ^ abc Sutter, Paul (2 de mayo de 2023). «Los exoplanetas Hycean podrían no ser capaces de albergar vida después de todo». Space.com . Consultado el 5 de mayo de 2023 .
  3. ^ a b C Madhusudhan et al. 2021, pág. 3
  4. ^ Davis, Nicola (30 de agosto de 2021). «Los 'mini-Neptunos' más allá del sistema solar pronto podrían dar señales de vida: los astrónomos de Cambridge identifican una nueva clase de exoplanetas habitables, que podrían acelerar la búsqueda de vida». The Guardian . Consultado el 30 de agosto de 2021 .
  5. ^ ab Madhusudhan et al. 2021, pág. 4
  6. ^ a b C Madhusudhan et al. 2021, pág. 12
  7. ^ a b C Madhusudhan et al. 2023, pág. 1
  8. ^ "Podría haber vida extraterrestre en grandes exoplanetas 'Hycean'". BBC News . 27 de agosto de 2021 . Consultado el 31 de agosto de 2021 .
  9. ^ ab Madhusudhan et al. 2021, pág. 9
  10. ^ abcdefghijk Madhusudhan et al. 2021, pág. 6
  11. ^ ab Madhusudhan et al. 2021, pág. 5
  12. ^ Madhusudhan y otros. 2021, pág. 10
  13. ^ a b C Madhusudhan et al. 2021, pág. 11
  14. ^ Gargaud et al. 2011, Enano rojo
  15. ^ Petraccone, Luigi (27 de noviembre de 2023). "Producción de entropía planetaria como restricción termodinámica para la habitabilidad de exoplanetas". Monthly Notices of the Royal Astronomical Society . 527 (3): 5550. doi : 10.1093/mnras/stad3526 .
  16. ^ Darling, David. "Planeta Hycean". www.daviddarling.info . Consultado el 24 de mayo de 2023 .
  17. ^ "Planetas Hycean | StarDate Online". stardate.org . Consultado el 24 de mayo de 2023 .
  18. ^ Piaulet, Caroline; Benneke, Björn; Almenara, Jose M.; Dragomir, Diana; Knutson, Heather A.; Thorngren, Daniel; Peterson, Merrin S.; Crossfield, Ian JM; M. -R. Kempton, Eliza; Kubyshkina, Daria; Howard, Andrew W.; Angus, Ruth; Isaacson, Howard; Weiss, Lauren M.; Beichman, Charles A.; Fortney, Jonathan J.; Fossati, Luca; Lammer, Helmut; McCullough, PR; Morley, Caroline V.; Wong, Ian (febrero de 2023). "Evidencia de la composición rica en volátiles de un planeta con un radio terrestre de 1,5". Astronomía de la naturaleza . 7 (2): 206–222. arXiv : 2212.08477 . Código Bibliográfico :2023NatAs...7..206P. doi :10.1038/s41550-022-01835-4. ISSN  2397-3366. S2CID  254764810.
  19. ^ 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 .
  20. ^ Shorttle, Oliver; Jordan, Sean; Nicholls, Harrison; Lichtenberg, Tim; Bower, Dan J. (febrero de 2024). "Distinguir océanos de agua de magma en el mini-Neptuno K2-18b". The Astrophysical Journal Letters . 962 (1): L8. arXiv : 2401.05864 . Código Bibliográfico :2024ApJ...962L...8S. doi : 10.3847/2041-8213/ad206e . ISSN  2041-8205.
  21. ^ abcdefghij Pierrehumbert, Raymond T. (1 de febrero de 2023). "El invernadero desbocado en los mundos acuáticos subneptunianos". The Astrophysical Journal . 944 (1): 20. arXiv : 2212.02644 . Código Bibliográfico :2023ApJ...944...20P. doi : 10.3847/1538-4357/acafdf .
  22. ^ Piaulet, Caroline; Benneke, Björn; Almenara, Jose M.; Dragomir, Diana; Knutson, Heather A.; Thorngren, Daniel; Peterson, Merrin S.; Crossfield, Ian JM; M.-R. Kempton, Eliza; Kubyshkina, Daria; Howard, Andrew W.; Angus, Ruth; Isaacson, Howard; Weiss, Lauren M.; Beichman, Charles A.; Fortney, Jonathan J.; Fossati, Luca; Lammer, Helmut; McCullough, PR; Morley, Caroline V.; Wong, Ian (15 de diciembre de 2022). "Evidencia de la composición rica en volátiles de un planeta con un radio terrestre de 1,5". Astronomía de la naturaleza . 7 (2): 206–222. arXiv : 2212.08477 . Código Bibliográfico : 2023NatAs...7..206P. doi :10.1038/s41550-022-01835-4. S2CID  : 254764810.
  23. ^ Phillips, Caprice L; Wang, Ji; Edwards, Billy; Martínez, Romy Rodríguez; Asnodkar, Anusha Pai; Gaudi, B Scott (2023). "Explorando el potencial de Twinkle para desvelar la naturaleza de LTT 1445 Ab". Monthly Notices of the Royal Astronomical Society . 526 (2): 2251–2264. doi : 10.1093/mnras/stad2822 .
  24. ^ 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