Gracias a observaciones realizadas con el Telescopio Espacial Hubble de la NASA un equipo de astrónomos ha observado el exoplaneta más pequeño donde se ha detectado vapor de agua en la atmósfera. Con sólo aproximadamente el doble del diámetro de la Tierra, el planeta GJ 9827d podría ser un ejemplo de planetas potenciales con atmósferas ricas en agua en otras partes de nuestra galaxia.

"Esta sería la primera vez que podemos demostrar directamente, a través de una detección atmosférica, que estos planetas con atmósferas ricas en agua pueden existir realmente alrededor de otras estrellas", dijo el miembro del equipo Björn Benneke del Instituto Trottier para la Investigación de Exoplanetas de la Universidad de Montreal. "Este es un paso importante hacia la determinación de la prevalencia y diversidad de atmósferas en los planetas rocosos".

"El agua en un planeta tan pequeño es un descubrimiento histórico", añadió la investigadora principal Laura Kreidberg del Instituto Max Planck de Astronomía en Heidelberg, Alemania. "Se acerca más que nunca a caracterizar mundos verdaderamente similares a la Tierra".

Sin embargo, sigue siendo demasiado pronto para decir si el Hubble midió espectroscópicamente una pequeña cantidad de vapor de agua en una atmósfera hinchada rica en hidrógeno, o si la atmósfera del planeta está compuesta principalmente de agua, que quedó después de que una atmósfera primitiva de hidrógeno/helio se evaporara bajo la radiación estelar.

"Nuestro programa de observación, dirigido por el investigador principal Ian Crossfield de la Universidad de Kansas en Lawrence, Kansas, fue diseñado específicamente con el objetivo no sólo de detectar las moléculas en la atmósfera del planeta, sino también de buscar específicamente vapor de agua. Cualquiera de los resultados sería emocionante, ya sea que el vapor de agua sea dominante o simplemente una pequeña especie en una atmósfera donde predomina el hidrógeno", dijo el autor principal del artículo científico, Pierre-Alexis Roy, del Instituto Trottier para la Investigación de Exoplanetas de la Universidad de Montreal.

"Hasta ahora no habíamos podido detectar directamente la atmósfera de un planeta tan pequeño. Y ahora poco a poco nos estamos adaptando a este régimen", añadió Benneke. "En algún momento, a medida que estudiemos planetas más pequeños, debe haber una transición en la que no haya más hidrógeno en estos mundos pequeños y tengan atmósferas más parecidas a las de Venus (que está dominada por dióxido de carbono)".

Debido a que el planeta es tan caliente como Venus, a 800 grados Fahrenheit, definitivamente sería un mundo inhóspito y humeante si la atmósfera fuera predominantemente vapor de agua.

De momento el equipo se queda con dos posibilidades. Un escenario es que el planeta todavía se aferra a una atmósfera rica en hidrógeno mezclada con agua, lo que lo convierte en un mini-Neptuno. Alternativamente, podría ser una versión más cálida de Europa, la luna de Júpiter, que tiene el doble de agua que la Tierra debajo de su corteza. El planeta GJ 9827d podría ser mitad agua, mitad roca.

Si el planeta tiene una atmósfera residual rica en agua, entonces debe haberse formado más lejos de su estrella anfitriona, donde la temperatura es fría y el agua está disponible en forma de hielo, que su ubicación actual. En este escenario, el planeta habría migrado más cerca de la estrella y habría recibido más radiación. El hidrógeno se calentó y escapó, o todavía está en proceso de escapar de la débil gravedad del planeta. La teoría alternativa es que el planeta se formó cerca de la estrella caliente, con un rastro de agua en su atmósfera.

El programa del Hubble observó el planeta durante 11 tránsitos (eventos en los que el planeta cruzó frente a su estrella) que estuvieron espaciados a lo largo de tres años. Durante los tránsitos, la luz de las estrellas se filtra a través de la atmósfera del planeta y tiene la huella espectral de las moléculas de agua. Si hay nubes en el planeta, están lo suficientemente bajas en la atmósfera como para no ocultar completamente la visión de la atmósfera del Hubble, y el Hubble puede sondear el vapor de agua sobre las nubes.

"Observar el agua es una puerta de entrada para encontrar otras cosas", dijo Thomas Greene, astrofísico del Centro de Investigación Ames de la NASA en Silicon Valley, California. "Este descubrimiento del Hubble abre la puerta al estudio futuro de este tipo de planetas por parte del Telescopio Espacial James Webb de la NASA. JWST puede ver mucho más con observaciones infrarrojas adicionales, incluidas moléculas que contienen carbono como monóxido de carbono, dióxido de carbono y metano. Una vez que tengamos un inventario total de los elementos de un planeta, podemos compararlos con la estrella que orbita y comprender cómo se formó".

GJ 9827d fue descubierto por el telescopio espacial Kepler de la NASA en 2017. Completa una órbita alrededor de una estrella enana roja cada 6,2 días. La estrella, GJ 9827, se encuentra a 97 años luz de la Tierra en la constelación de Piscis.