De Solaris a Interstellar, de La Guerra de las Galaxias a Star Trek, la idea de los mundos acuáticos, planetas enteros recubiertos de un única e ininterrumpida capa de agua, ha cautivado a la ciencia ficción. En nuestro sistema solar, lunas de Júpiter y Saturno como Europa y Encélado ya encierran océanos bajo una corteza de hielo. Sin embargo, los dos exoplanetas hallados en el sistema Kepler-138 empequeñecen incluso a nuestro propio ‘Planeta azul’: son un 50% más grandes que la Tierra, y están compuestos básicamente por agua.
Estos mundos acuáticos se encuentran a 218 años luz de distancia, en la constelación Lyra, y reciben el nombre de Kepler-138c y Kepler-138d. Fueron descubiertos por el telescopio espacial Kepler de la NASA, y analizados por sus sucesores, el Hubble y el Spitzer. Este nuevo trabajo, liderado por la investigadora Caroline Piaulet, del grupo de Björn Benneke en el Instituto Trottier de Investigación de Exoplanetas (iREx) en la Universidad de Montreal (Canadá), ha sido publicado en Nature Astronomy.
«Pensábamos que los planetas que eran un poco más grandes que la Tierra eran grandes bolas de metal y roca, de ahí el nombre de ‘Supertierras’. Sin embargo, acabamos de demostrar que los planetas Kepler-138 c y d son de una naturaleza muy diferente. Gran parte de su volumen total está fehacientemente compuesto por agua, la primera vez que podemos identificar mundos acuáticos como los que teorizaron los astrónomos», explica Benneke.
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Estos dos planetas tienen un volumen que triplica al de la Tierra, y masas el doble de grandes. Sin embargo, su densidad es mucho menor, por lo que no podía tratarse de mundos rocosos como el nuestro. Sin embargo, sí presentaban similitudes con Encélado y Europa, que poseen un núcleo mineral rodeado de agua líquida y hielo. Sin embargo, los planetas están mucho más cerca de su estrella, la enana roja Kepler-138, por lo que lo más probable es que el agua estará presente en formar de «una gran capa de vapor«, ilustra Piaulet.
Los investigadores no han detectado el agua directamente, precisan, sino que han comparado los tamaños y masas de estos planetas con distintos modelos teóricos. Su conclusión ha sido que hasta la mitad de su volumen debe estar compuesto por materiales más ligeros que la roca, pero más pesados que el hidrógeno o el helio, los elementos que constituyen la mayor parte de la composición de los gigantes gaseosos de Júpiter. Y de todos los materiales candidatos, el agua es el más común en el universo.
«La temperatura en la atmósfera de Kepler-138c y Kepler-138d está por encima del punto de ebullición del agua, por lo que esperamos que estos planetas estés cubiertos por un entorno denso y espeso de vapor», relata Piaulet. «Bajo esta atmósfera de vapor, podríamos quizás encontrar agua líquida a altas presiones, o incluso agua en otra fase que solo se da bajos las mayores presiones, lo que denominamos un fluido supercrítico».
Un cuarto planeta
La observación original determinó que tres planetas orbitaban alrededor de Kepler-138, pero al extraer los datos del Hubble y el Spitzer, Piaulet determinaron que sugerían la presencia de un cuarto, Kepler-138e. Sería más pequeño, estaría más alejado que los demás, y tardaría 38 días terrestres en completar su órbita. Eso lo colocaría en la franja habitable del planeta, recibiendo la cantidad justa de luz y calor como para permitir la existencia de agua líquida en superficie.
Sin embargo, no se ha podido conocer la verdadera dimensión de Kepler-138e porque no realiza el tránsito frente a su estrella. La reducción en la luminosidad de un astro es la herramienta con la que los astrónomos calculan el tamaño del planeta que está pasando por delante. Eso les ha permitido determinar que los acuáticos Kepler-138 c y d son ‘gemelos’ en volumen y masa, mientras que el rocoso Kepler-138b es del tamaño de Marte, uno de los exoplanetas más pequeños hallados nunca.