La búsqueda de exoplanetas (planetas ubicados fuera de nuestro Sistema Solar) ha aumentado en los últimos años. Con más de 5500 mundos nuevos. Descubiertos orbitando otras estrellas, los científicos buscan signos de posible vida en ellas.
Uno de estos posibles mundos habitables es avispa-107b que ha intrigado a los astrónomos desde su descubrimiento. ¿Por qué el exoplaneta gigante gaseoso WASP-107 b está tan hinchado?
Según los datos recopilados mediante el Telescopio espacial James Webb de la NASA, combinado con observaciones previas del telescopio espacial Hubble Según la NASA, el planeta muestra sorprendentemente poco metano (CH4) en su atmósfera, lo que indica que el interior de WASP-107 b debe estar significativamente más caliente y el núcleo mucho más masivo de lo estimado anteriormente.
Se cree que el La temperatura inesperadamente alta es el resultado del calentamiento de las mareas causado por la órbita ligeramente no circular del planeta, y puede explicar cómo WASP-107 b puede inflarse tanto sin recurrir a teorías extremas sobre cómo se formó.
“Los resultados, que fueron posibles gracias a la extraordinaria sensibilidad de James Webb y su capacidad para medir la luz que atraviesa las atmósferas de exoplanetas, pueden explicar el crecimiento de docenas de exoplanetas de baja densidad, ayudando a resolver un misterio de larga data en la ciencia de los exoplanetas”, explican desde la NASA.
Los planetas hinchados no son infrecuentes y la mayoría son más calientes y masivos y, por lo tanto, más fáciles de explicar.
“Basándonos en su radio, masa y edad, pensamos que WASP-107 b tenía un núcleo rocoso muy pequeño rodeado por una enorme masa de hidrógeno y helio”, explicó en un comunicado. Luis Welbanks de la Universidad Estatal de Arizona (ASU), autor principal de un estudio publicado en Naturaleza.
“Pero era difícil entender cómo un núcleo tan pequeño podía absorber tanto gas y luego no crecer hasta convertirse en un planeta con la masa de Júpiter”, dijo.
Para el investigador, Si WASP-107 b tuviera más masa en el núcleo, la atmósfera debería haberse reducido a medida que el planeta se enfrió con el tiempo. transcurrido desde su constitución. Sin una fuente de calor para volver a expandir el gas, el planeta tendría que ser mucho más pequeño. Aunque WASP-107 b tiene una distancia orbital de sólo 7,5 millones de kilómetros (una séptima parte de la distancia entre Mercurio y el Sol), no recibe suficiente energía de su estrella para inflarse tanto.
“WASP-107 b es un objetivo muy interesante para Webb porque es significativamente más frío y tiene una masa más parecida a la de Neptuno que muchos de los otros planetas de baja densidad. los Júpiter calientes, que hemos estado estudiando”dijo el doctor en astronomía David cantar de la Universidad Johns Hopkins (JHU), autor principal de un estudio paralelo también publicado en Nature.
Y añadió: “Como resultado, deberíamos poder detectar metano y otras moléculas que puedan darnos información sobre su química y dinámica interna que no podemos obtener de un planeta más caliente”.
El radio gigante, la atmósfera extendida y la órbita del borde de WASP-107 b Lo hacen ideal para la espectroscopia de transmisión, un método utilizado para identificar los diversos gases en la atmósfera de un exoplaneta en función de cómo afectan la luz de las estrellas.
El trabajo de observación de exoplanetas se logró combinando observaciones de NIRCam (cámara de infrarrojo cercano) y MIRI (instrumento de infrarrojo medio) de Webb y WFC3 (Wide Field Camera 3) de Hubble. Así, el equipo de Welbanks pudo construir un amplio espectro de luz de 0,8 a 12,2 micrones absorbida por la atmósfera de WASP-107 b. Utilizando el NIRSpec (espectrógrafo de infrarrojo cercano) de Webb, el equipo de Sing construyó un espectro independiente que abarca de 2,7 a 5,2 micrones.
Los datos precisos recopilados por el supertelescopio permiten no sólo detectar, sino también medir la abundancia de un gran número de moléculas, incluidas vapor de agua (H2O), metano (CH4), dióxido de carbono (CO2), monóxido de carbono (CO), dióxido de azufre (SO2) y amoníaco (NH3). “Con la espectroscopia NIRSpec de Webb obtenemos información directa sobre la química de WASP-107 b”, dijo Stephan Birkmann de la Agencia Espacial Europea (ESA) e investigador principal de las observaciones NIRSpec del estudio.
“La espectroscopia NIRSpec nos permite sondear la composición atmosférica del planeta y complementa perfectamente las observaciones MIRI y NIRCam. “Ambos espectros muestran una sorprendente falta de metano en la atmósfera de WASP-107 b: una milésima parte de la cantidad esperada según la temperatura supuesta”, añadió.
“Esto es evidencia de que El gas caliente de las profundidades del planeta debe estar mezclándose vigorosamente con las capas más frías de arriba. El metano es inestable a altas temperaturas. “El hecho de que hayamos detectado tan poco, aunque sí detectamos otras moléculas que contienen carbono, nos dice que el interior del planeta debe estar significativamente más caliente de lo que pensábamos”, añadió Sing.
Una de las razones de la probable fuente de energía interna adicional de WASP-107 b es el calentamiento de las mareas causado por su órbita ligeramente elíptica. Dado que la distancia entre la estrella y el planeta cambia continuamente durante la órbita de 5,7 días, la atracción gravitacional también cambia, estirando el planeta y calentándolo.
Los investigadores habían propuesto previamente que el El calentamiento de las mareas podría ser la causa del hinchamiento de WASP-107 b, pero hasta que llegaron los resultados de Webb, no había pruebas. Una vez que establecieron que el planeta tiene suficiente calor interno para agitar completamente la atmósfera, los equipos se dieron cuenta de que los espectros también podrían proporcionar una nueva forma de estimar el tamaño del núcleo.
“Si sabemos cuánta energía hay en el planeta, y sabemos qué proporción del planeta está formada por elementos más pesados como carbono, nitrógeno, oxígeno y azufre, frente a qué cantidad hay de hidrógeno y helio, podemos calcular cuánta masa debe haber en el núcleo del planeta”, explicó. Daniel Thorngren de JHU.
Resulta que el núcleo tiene al menos el doble de masa de lo estimado originalmente, lo que tiene más sentido en términos de cómo se forman los planetas.
Al final resulta que WASP-107 b no es tan misterioso como parecía. “Los datos de Webb nos dicen que planetas como WASP-107 b no tuvieron que formarse de alguna manera extraña con un núcleo súper pequeño y una enorme envoltura de gas”, explicó Mike Line de ASU.
“En cambio, podemos tomar algo más parecido a Neptuno, con mucha roca y poco gas, simplemente aumentar la temperatura y elevarla para que se vea como lo hace”, concluyó el experto.
