¿Es K2-18b un mundo habitable?

Mucho se ha hablado estos días del hallazgo de un exoplaneta habitable. Su nombre es K2-18b aunque también se le conoce como EPIC 201912552 b. Este mundo fue descubierto hace un par de años (Cloutier, 2017) con el instrumento HARPS (High Accuracy Radial velocity Planet Searcher), un espectrógrafo de alta precisión tipo Échelle instalado en el telescopio de 3,6 metros del Observatorio La Silla de ESO en Chile.

También, gracias a HARPS y a CARMENES (Calar Alto high-Resolution search for M dwarfs with Exoearths with Near-infrared and optical Echelle Spectrographs) sabemos que su radio es unas 2,71 veces más grande que el de la Tierra y su masa equivale a unas 8,6 veces la de nuestro planeta (Sarkis, 2018). Ahora, tras analizar los datos obtenidos por el observatorio espacial Kepler y los telescopios espaciales Hubble y Spitzer, han llegado a la conclusión de que allí hay agua.

¿Dónde está K2-18b?

Antes de pasar al análisis de agua, ubiquemos este mundo. K2-18b se encuentra a 110 años luz de distancia en dirección a la constelación de Leo. Su estrella madre, K2-18, es una enana roja y el exoplaneta orbita a una distancia de unas 0,14 UA, esto es, 0,14 veces la distancia media de la Tierra al Sol. Dicho en Km, K2-18b orbita a su estrella a unos 21 millones de Km de distancia.

Por las características de esta estrella, la zona de habitabilidad alrededor de ella comienza a unos 18 millones de Km y finaliza a los 37 millones de Km. En ese rango podríamos encontrar agua entre 0º C y 100º C. Por lo tanto, este exoplaneta se encuentra en la zona donde, teóricamente, se podría encontrar agua en estado líquido, algo fundamental para la vida tal y como la conocemos.

Zona de habitabilidad no implica agua líquida

Sin embargo, que el exoplaneta esté en la zona habitable de su estrella no garantiza que haya agua líquida. De hecho, estando fuera de esa zona también podría tenerla. Depende de su atmósfera. Es más, si tenemos dos planetas, A y B, donde A está más cercano a su estrella que B, podría darse el caso de que B tenga una temperatura en superficie mayor que A. Y esto lo tenemos muy cerca: Mercurio, que está situado a 58 millones de Km tiene una temperatura superficial máxima de 427º C. Por otro lado, Venus dista del Sol 108 millones de Km, casi el doble que Mercurio, sin embargo, tiene una temperatura máxima en superficie de 499º C.

En este caso, Venus tiene mayor temperatura superficial debido a la presencia de una densa atmósfera que le otorga un potente efecto invernadero. Su atmósfera es unas 92 veces más densa que la que tenemos en la Tierra. Por otro lado, Mercurio carece de atmósfera y no tiene el efecto invernadero que se produce en Venus.

También ocurre que K2-18b tiene un periodo orbital de 33 días, lo que sugiere que está anclado por marea. Esto quiere decir que una de sus caras está siempre mirando a su estrella; la otra, en permanente oscuridad. Aunque si su atmósfera es densa, según un estudio (Carone, Keppens & Decin, 2016) podrían crearse unas corrientes que hicieran que las temperaturas nocturnas se suavizasen y se pareciesen más a las diurnas. Ahora bien, ¿qué sabemos de la atmósfera de K2-18b?

¿Cómo es la atmósfera de K2-18b?

De entrada, sabemos que K2-18b tiene atmósfera porque la hemos podido observar. Ahí entran las observaciones del Hubble, Kepler y Spitzer. Aunque no es la primera vez que observamos la atmósfera de un exoplaneta rocoso. Sin embargo, sí que es la primera vez que hemos sido capaces de detectar moléculas en la atmósfera de un exoplaneta de este tipo. Y la molécula detectada ha sido vapor de agua (Tsiaras, 2019). La densidad de la atmósfera no sabemos a cuánto equivale.

En base a los modelos utilizados para intentar caracterizar la atmósfera de este exoplaneta, todo apunta a que sería rica en hidrógeno y helio con nubes de agua (Benneke, 2019). De este modo, K2-18b recibiría prácticamente la misma cantidad de radiación de su estrella que la Tierra recibe del Sol. En datos, 1441 W/m² y 1370 W/m², respectivamente. Entonces, y respondiendo al título del post, ¿es un mundo habitable?

La habitabilidad en K2-18b

A pesar de que el exoplaneta K2-18b está en la zona habitable de su estrella, difícilmente podrá ser un mundo habitado. Ya no digo por humanos ni por seres complejos, sino por bacterias. Ellas tampoco sobrevivirían. ¿Por qué? Ocurre que la estrella madre de este exoplaneta, K2-18, es una enana roja. Esto es, una estrella similar a Proxima Centauri. No sé si recuerdan que hace un par de años publiqué este post aquí en astrométrico.

En este post se habla de una investigación (Airapetian, 2017) que afirma que las estrellas enanas rojas no son tan favorables para albergar exoplanetas potencialmente habitables. ¿Cuál es el motivo? Estas estrellas, las más frecuentes de la galaxia con un 75% de este tipo, tienden a ser más activas que nuestro Sol, especialmente en sus fases más tempranas. La radiación eyectada por las enanas rojas arrancaría los electrones de las moléculas, haciendo que la atmósfera, por densa que sea, se convierta en un coladero de radiaciones incompatibles con la vida tal y como la conocemos.

Eso es lo que sucedería en Proxima b -el exoplaneta tipo Tierra con atmósfera de Proxima Centauri- y también en K2-18b. Por lo tanto, si en algún momento se pudo formar vida en estos exoplanetas, las intensas radiaciones ya se habrían encargado de exterminarla. Así que… no es por ser agorero, pero tenemos que ir buscando otro mundo cuando queramos irnos de aquí…

Imagen de cabecera

• El exoplaneta Próxima b girando alrededor de Proxima Centauri con el sistema de Alfa Centauri al fondo. Créditos: R. Ramírez/J. Jenkins/Departamento de Astronomía de la Universidad de Chile (Ver original).

Referencias

• Airapetian, V.S. et al (2017). «How Hospitable Are Space Weather Affected Habitable Zones? The Role of Ion Escape». The Astrophysical Journal Letters, 836 – L3. DOI: 10.3847/2041-8213/836/1/L3 (Ver).
• Benneke, B. et al (2019). «Water Vapor on the Habitable-Zone Exoplanet K2-18b». ArXiv 1909.04642 (Ver) (PDF).
• Carone, L., Keppens, R. & Decin, L. (2016). «Connecting the dots – III. Nightside cooling and surface friction affect climates of tidally locked terrestrial planets». Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 461, Iss. 2, pp. 1981 – 2002. DOI: 10.1093/mnras/stw1265 (Ver) (PDF).
• Cloutier, R. et al (2017). «Characterization of the K2-18 multi-planetary system with HARPS*». Astronomy & Astrophysics, 608, A35. DOI: 10.1051/0004-6361/201731558 (Ver) (PDF).
• Pérez-Verde, A. (2016). «El ‘aire acondicionado’ puede tener el secreto de la vida extraterrestre». Atresmedia (Ver).
• Sarkis, P. et al (2018). «The CARMENES Search for Exoplanets around M Dwarfs: A Low-mass Planet in the Temperate Zone of the Nearby K2-18». The Astronomical Journal, 155:257. DOI: 10.3847/1538-3881/aac108 (Ver) (PDF).
• Tsiaras, A. et al (2019). «Hubble Finds Water Vapour on Habitable-Zone Exoplanet for the First Time». HST Science Release, heic1916 (Ver).
• Tsiaras, A. et al (2019). «Water vapour in the atmosphere of the habitable-zone eight-Earth-mass planet K2-18 b». Nature Astronomy, 2397 – 3366. DOI: 10.1038/s41550-019-0878-9 (Ver).