Un esopianeta hycean è un ipotetica tipo di pianeta abitabile, con un oceano globale e un’atmosfera ricca di idrogeno, potenzialmente in grado di ospitare la vita. Questo termine deriva da hydrogen (idrogeno) e ocean (oceano) ed è usato per definire esopianeti, ancora mai scoperti. L’esistenza di questa tipologia di pianeti extrasolari è stata suggerita nell’agosto 2021 da alcuni ricercatori, e tra i possibili candidati per questa categoria c’è K2-18 b.

K2-18 b è 8.6 volte più massiccio della Terra, orbita nella zona abitabile attorno alla nana fredda K2-18 e si trova a 120 anni luce da qui, nella costellazione del Leone. Appartiene alla categoria di esopianeti sub-Nettuni, con una massa compresa tra quella della Terra e quella di Nettuno e un’atmosfera ancora oggetto di studio.

Una nuova indagine condotta da un team internazionale di astronomi con il James Webb ha rivelato la presenza di molecole contenenti carbonio, tra cui metano e anidride carbonica, nell’atmosfera di K2-18 b. La scoperta si aggiunge a studi recenti che suggeriscono che K2-18 b potrebbe essere un esopianeta Hycean. Ipotesi intrigante, poiché alcuni scienziati ritengono che questi mondi siano ambienti promettenti per la ricerca di vita fuori dal nostro Sistema Solare.

Metano + anidride carbonica = vita ? No!

Per caratterizzare l’atmosfera di K2-18 b con il James Webb, il team ha analizzato la luce della stella mentre attraversava l’atmosfera dell’esopianeta durante il suo transito. Il passaggio della luce stellare attraverso l’atmosfera dell’esopianeta lascia tracce che gli astronomi possono assemblare, per determinare i gas presenti nell’atmosfera dell’esopianeta.

L’abbondanza di metano e anidride carbonica, e la scarsità di ammoniaca, supportano l’ipotesi che su K2-18 b possa esserci un oceano al di sotto di un’atmosfera ricca di idrogeno.

Le osservazioni iniziali di Webb hanno anche fornito un possibile rilevamento di una molecola chiamata dimetilsolfuro (DMS). Sulla Terra, questa molecola è prodotta solo dalla vita. La maggior parte del DMS nell’atmosfera terrestre, infatti, è emesso dal fitoplancton, negli ambienti marini. Tuttavia, la conferma della presenza di DMS arriverà con studi futuri su K2-18 b.

Il risultato è stato possibile solo grazie all’esteso intervallo di lunghezze d’onda e alla sensibilità senza precedenti di Webb e dei suoi strumenti. Tali caratteristiche hanno permesso di studiare gli spettri nel dettaglio con soli due transiti analizzati, qualcosa che Hubble avrebbe potuto fare solo in otto transiti nel corso di alcuni anni di osservazione. E in un intervallo di lunghezze d’onda relativamente ristretto.

Cosa sappiamo finora, e cosa si vuole scoprire

Sebbene K2-18 b si trovi nella zona abitabile e sia ora noto che ospiti molecole contenenti carbonio, ciò non significa necessariamente che il pianeta possa supportare la vita. Le grandi dimensioni del pianeta, che ha un raggio pari a 2.6 volte quello della Terra, comportano che il suo interno contenga probabilmente un ampio mantello di ghiaccio ad alta pressione, come Nettuno. Ma avrebbe un’atmosfera più sottile, ricca di idrogeno, e una superficie oceanica ricca d’acqua. Tuttavia, è anche possibile che l’oceano sia troppo caldo per essere abitabile, o anche per essere liquido.

Il team intende ora condurre una ricerca di follow-up con lo spettrografo Mid InfraRed Instrument (MIRI) di Webb, che si spera possa convalidare ulteriormente le proprie scoperte e fornire nuove informazioni sulle condizioni ambientali di K2-18 b. E sulle caratteristiche di altri sub-Nettuni simili.

Lo studio, accettato per la pubblicazione su The Astrophysical Journal Letters, è reperibile qui.