Los investigadores que observan con el Telescopio Espacial James Webb de la NASA / ESA / CSA han identificado las características de las nubes de silicato en la atmósfera de un planeta distante. La atmósfera se eleva, mezcla y mueve constantemente durante su día de 22 horas, trayendo material más caliente hacia arriba y empujando el material más frío hacia abajo. Los cambios de brillo resultantes son tan dramáticos que es el objeto de masa planetaria más variable conocido hasta la fecha. El equipo científico también hizo detecciones extraordinariamente claras de agua, metano y monóxido de carbono con los datos de Webb, y encontró evidencia de dióxido de carbono. Este es el mayor número de moléculas jamás identificadas a la vez en un planeta fuera de nuestro Sistema Solar.
Gráfico titulado “Exoplanet VHS 1256 b Emission Spectrum”. La etiqueta en la parte superior derecha dice NIRSpec y MIRI, IFU Medium-Resolution Spectroscopy. El espectro se traza en un gráfico con ejes y y x. El gráfico muestra líneas dentadas. Hay etiquetas para agua, monóxido de carbono, metano y silicatos. Crédito: NASA, ESA, CSA, J. Olmsted (STScI), B. Miles (Universidad de Arizona), S. Hinkley (Universidad de Exeter), B. Biller (Universidad de Edimburgo), A. Skemer (Universidad de California, Santa Cruz)
Catalogado como VHS 1256 b, el planeta está a unos 40 años luz de distancia y orbita no una, sino dos estrellas durante un período de 10.000 años. “VHS 1256 b está aproximadamente cuatro veces más lejos de sus estrellas que Plutón de nuestro Sol, lo que lo convierte en un gran objetivo para Webb”, dijo la líder del equipo científico Brittany Miles, de la Universidad de Arizona. “Eso significa que la luz del planeta no se mezcla con la luz de sus estrellas”. Más arriba en su atmósfera, donde las nubes de silicato se agitan, las temperaturas alcanzan los abrasadores 830 grados centígrados.
Dentro de esas nubes, Webb detectó granos de polvo de silicato más grandes y más pequeños, que se muestran en un espectro. “Los granos de silicato más finos en su atmósfera pueden ser más como pequeñas partículas en el humo”, señaló la coautora Beth Biller de la Universidad de Edimburgo en el Reino Unido. “Los granos más grandes podrían ser más como partículas de arena muy calientes y muy pequeñas”.
VHS 1256 b tiene baja gravedad en comparación con las enanas marrones más masivas [1], lo que significa que sus nubes de silicato pueden aparecer y permanecer más altas en su atmósfera donde Webb puede detectarlas. Otra razón por la que sus cielos son tan turbulentos es la edad del planeta. En términos astronómicos, es bastante joven. Solo han pasado 150 millones de años desde que se formó, y continuará cambiando y enfriándose durante miles de millones de años.
En muchos sentidos, el equipo considera que estos hallazgos son las primeras “monedas” extraídas de un espectro que los investigadores ven como un cofre del tesoro de datos. En muchos sentidos, solo han comenzado a identificar su contenido. “Hemos identificado silicatos, pero una mejor comprensión de qué tamaños y formas de grano coinciden con tipos específicos de nubes requerirá mucho trabajo adicional”, dijo Miles. “Esta no es la última palabra en este planeta, es el comienzo de un esfuerzo de modelado a gran escala para adaptarse a los complejos datos de Webb”.
Aunque todas las características que el equipo observó han sido detectadas en otros planetas en otras partes de la Vía Láctea por otros telescopios, otros equipos de investigación generalmente identificaron solo una a la vez. “Ningún otro telescopio ha identificado tantas características a la vez para un solo objetivo”, dijo el coautor Andrew Skemer de la Universidad de California, Santa Cruz. “Estamos viendo muchas moléculas en un solo espectro de Webb que detallan los sistemas dinámicos de nubes y clima del planeta”.
El equipo llegó a estas conclusiones analizando datos conocidos como espectros recopilados por dos instrumentos a bordo de Webb, el Espectrógrafo de Infrarrojo Cercano (NIRSpec) y el Instrumento de Infrarrojo Medio (MIRI). Dado que el planeta orbita a una distancia tan grande de sus estrellas, los investigadores pudieron observarlo directamente, en lugar de usar la técnica de tránsito [2] o un coronógrafo [3] para tomar estos datos.
Habrá mucho más que aprender sobre VHS 1256 b en los próximos meses y años a medida que este equipo, y otros, continúen examinando los datos infrarrojos de alta resolución de Webb. “Hay un gran retorno en una cantidad muy modesta de tiempo de telescopio”, agregó Biller. “Con solo unas pocas horas de observaciones, tenemos lo que parece un potencial interminable para descubrimientos adicionales”.
¿Qué podría ser de este planeta dentro de miles de millones de años? Como está tan lejos de sus estrellas, se volverá más frío con el tiempo, y sus cielos pueden pasar de nublados a claros.
Los investigadores observaron VHS 1256 b como parte del programa Early Release Science de Webb, que está diseñado para ayudar a transformar la capacidad de la comunidad astronómica para caracterizar los planetas y los discos a partir de los cuales se forman.
El artículo del equipo, titulado “The JWST Early Release Science Program for Direct Observations of Exoplanetary Systems II: A 1 to 20 Micron Spectrum of the Planetary-Mass Companion VHS 1256-1257 b”, se publicará en The Astrophysical Journal Letters el 22 de marzo.
Notas: [1] Una enana marrón es un objeto que es demasiado pequeño para ser una estrella ordinaria porque no puede producir suficiente energía por fusión en su núcleo para compensar la energía radiativa que pierde de su superficie. Una enana marrón tiene una masa inferior a 0,08 veces la del Sol. [2] La técnica de tránsito se utiliza para detectar y estudiar exoplanetas. Cuando un planeta pasa directamente entre una estrella y su observador, atenúa la luz de la estrella en una cantidad medible. Los tránsitos pueden ayudar a determinar una variedad de características de exoplanetas, incluida su órbita o período, el tamaño del planeta y detalles sobre su atmósfera. [3] Un coronógrafo es un instrumento diseñado para bloquear la luz directa de una estrella para que se puedan observar los objetos circundantes que de otro modo estarían ocultos en el resplandor de la estrella.
Referencia: N.º de publicación: WEIC2308 Agencia Espacial Europea esa.int.
