Hasta ahora, las evidencias de atmósferas en este tipo de planetas eran muy limitadas. Los modelos teóricos indican que las atmósferas desempeñan un papel fundamental para la habitabilidad, ya que protegen la superficie de la radiación cósmica, permiten la existencia de agua líquida y ayudan a regular el clima.
Aunque en los últimos años se han detectado y caracterizado atmósferas en gigantes gaseosos, confirmar su presencia en planetas rocosos ubicados a una distancia adecuada de su estrella para mantener agua líquida ha sido un importante desafío tecnológico. Observatorios como el Telescopio Espacial James Webb (JWST) han buscado estas señales, pero la mayoría de las observaciones han revelado mundos sin atmósfera, dejando abierta la interrogante sobre si estos planetas son capaces de conservarla durante el tiempo suficiente para que pueda surgir y mantenerse la vida.
“Las estrellas enanas rojas ofrecen una excelente oportunidad para este tipo de búsquedas, porque son pequeñas y frías, lo que hace que los planetas ubicados en su zona habitable sean relativamente accesibles mediante el método de tránsito, que detecta pequeñas disminuciones periódicas en el brillo de la estrella cuando el planeta pasa frente a ella desde nuestra perspectiva”, explicó Shreyas Vissapragada. “Sin embargo, las señales atmosféricas de moléculas como el agua o el dióxido de carbono, que normalmente se encuentran en las capas bajas de la atmósfera, son extremadamente sutiles y difíciles de detectar incluso para observatorios de vanguardia como el JWST. Por eso decidimos seguir un camino diferente: buscar helio en la atmósfera superior, donde las señales pueden ser más fáciles de observar”.
El equipo, que también contó con la participación de los astrónomos de Carnegie Johanna Teske, Nicole Wallack, William Misener y Andrew McWilliam, centró su investigación en LHS 1140 b, una supertierra descubierta en 2017.
Este exoplaneta orbita una antigua estrella enana roja cada 24,7 días, posee una masa equivalente a 5,6 veces la de la Tierra y un radio 1,7 veces mayor. Sus características son compatibles con un planeta rocoso de composición similar a la terrestre, lo que lo convirtió en un objetivo ideal para este estudio. Además, recibe cerca del 42 % de la radiación que recibe la Tierra del Sol, una cantidad suficiente para que, según los modelos, pueda existir agua líquida en su superficie, aunque todavía no se conoce con certeza cómo son estos planetas.
El aporte del Observatorio Las Campanas
La evidencia clave fue obtenida desde el Observatorio Las Campanas, en Chile, utilizando el espectrógrafo de alta resolución WINERED, instalado en el telescopio Magellan Clay. Durante observaciones realizadas en 2024, el equipo detectó señales de helio escapando de la atmósfera de LHS 1140 b, proporcionando una de las evidencias más sólidas hasta la fecha de la existencia de una atmósfera en un planeta rocoso situado en la zona habitable de su estrella.
“Esta fue una evidencia clara de una atmósfera en un exoplaneta ubicado en la zona habitable”, señaló Vissapragada. “Fue realmente emocionante observar los espectros del tránsito e ir comprendiendo poco a poco las implicancias de lo que estábamos viendo”.
Los espectros permiten estudiar las propiedades físicas de los objetos celestes, como su composición, velocidad y movimiento. Para ello, los astrónomos descomponen la luz de la estrella en sus diferentes longitudes de onda, de manera similar a como un prisma produce un arcoíris. Cuando esa luz atraviesa la atmósfera de un exoplaneta durante un tránsito, deja una huella característica que revela qué elementos químicos están presentes, permitiendo identificar componentes como el helio detectado en este estudio.
Estudio publicado en Science.