Webb probablemente no detectó gas de firma biológica en K2-18b

En 2023, los astrónomos informaron de una detección provisional de sulfuro de dimetilo, producido predominantemente por microbios marinos en la Tierra y considerado como un gas de firma biológica, en la atmósfera del exoplaneta súper terrestre K2-18b. en un papel publicado en el Cartas de revistas astrofísicasel astrónomo Shang-Min Tsai de la Universidad de California en Riverside y sus colegas cuestionan este hallazgo, pero también describen cómo el Telescopio Espacial James Webb de NASA/ESA/CSA podría verificar la presencia de sulfuro de dimetilo.

K2-18 es una enana roja ubicada aproximadamente a 111 años luz de distancia en la constelación de Leo.

También conocida como EPIC 201912552, la estrella alberga dos exoplanetas masivos: K2-18b y K2-18c.

Primero descubierto en 2015, K2-18b tiene un radio de 2,2 veces el de la Tierra y es aproximadamente 8 veces más masivo.

El planeta orbita su estrella cada 33 días a una distancia de aproximadamente 0,15 AU y tiene un índice de similitud con la Tierra de 0,73.

Recibe 1,28 veces la intensidad de la luz de la Tierra y su temperatura de equilibrio es de 28 grados Fahrenheit (menos 2 grados Celsius).

K2-18c, descubierto en 2017, tiene una masa aproximadamente 7,5 veces la de la Tierra, orbita la estrella anfitriona una vez cada 9 días y probablemente haga demasiado calor para estar en la zona habitable.

En 2023, los astrónomos reportado una detección tentativa de sulfuro de dimetilo (DMS) en la atmósfera de K2-18b.

“K2-18b recibe casi la misma cantidad de radiación solar que la Tierra”, dijo el Dr. Tsai.

“Y si se elimina la atmósfera como factor, K2-18b tiene una temperatura cercana a la de la Tierra, que también es una situación ideal para encontrar vida”.

“La atmósfera de K2-18b está compuesta principalmente de hidrógeno, a diferencia de nuestra atmósfera basada en nitrógeno”.

“Pero se especuló que K2-18b tiene océanos de agua, como la Tierra. Eso convierte al K2-18b en un potencial mundo hyceanolo que significa una combinación de una atmósfera de hidrógeno y océanos de agua”.

“Lo que fue la guinda del pastel, en términos de búsqueda de vida, es que el año pasado los investigadores informaron de una detección tentativa de DMS en la atmósfera de ese planeta, que es producido por el fitoplancton oceánico de la Tierra”.

“El DMS es la principal fuente de azufre en el aire en nuestro planeta y puede desempeñar un papel en la formación de nubes”.

Debido a que los datos del telescopio no eran concluyentes, el Dr. Tsai y sus coautores querían comprender si se podía acumular suficiente DMS hasta niveles detectables en K2-18b.

“La señal DMS de Webb no fue muy fuerte y sólo apareció de ciertas maneras al analizar los datos”, dijo el Dr. Tsai.

“Queríamos saber si podíamos estar seguros de lo que parecía una pista sobre DMS”.

Basándose en modelos informáticos que tienen en cuenta la física y la química del DMS, así como la atmósfera basada en hidrógeno, los investigadores descubrieron que es poco probable que los datos muestren la presencia de DMS.

“La señal se superpone fuertemente con el metano, y creemos que detectar DMS del metano está más allá de la capacidad de este instrumento”, dijo el Dr. Tsai.

Sin embargo, los científicos creen que es posible que el DMS se acumule hasta niveles detectables.

Para que eso suceda, el plancton o alguna otra forma de vida tendría que producir 20 veces más DMS que el presente en la Tierra.

Detectar vida en exoplanetas es una tarea desalentadora, dada su distancia de la Tierra.

Para encontrar DMS, Webb necesitaría utilizar un instrumento más capaz de detectar longitudes de onda infrarrojas en la atmósfera que el utilizado el año pasado.

Afortunadamente, el telescopio utilizará un instrumento de este tipo a finales de este año, lo que revelará definitivamente si existe DMS en K2-18b.

“Las mejores biofirmas en un exoplaneta pueden diferir significativamente de las que encontramos más abundantes en la Tierra hoy”, dijo el Dr. Eddie Schwieterman, astrobiólogo de la Universidad de California, Riverside.

“En un planeta con una atmósfera rica en hidrógeno, es más probable que encontremos DMS producido por vida en lugar de oxígeno producido por plantas y bacterias como en la Tierra”.

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Shang Min Tsai et al. 2024. Gases de azufre biogénicos como firmas biológicas en mundos acuáticos templados subneptunos. ApJL 966, L24; dos: 10.3847/2041-8213/ad3801