El telescopio espacial James Webb analiza la química de un exoplaneta a detalle
23 noviembre, 2022
WASP-39b es un planeta del tamaño de Saturno. A diferencia de nuestro vecino anillado, este es caliente. Su estrella se ubica a 700 años luz de distancia.
La órbita que realiza es muy cercana y eso genera las altas temperaturas de su atmósfera. Recientemente se publicaron cinco artículos científicos en los que se detalla su composición química a partir de datos del Telescopio Espacial James Webb, así lo detalla un comunicado del Centro de Astrobiología (CAB) en España.
Una atmósfera fuera del sistema solar como jamás se había visto
De WASP-39b ya se conocían algunos químicos presentes en su atmósfera. Desde el Telescopio Espacial Hubble y desde el Spitzer ya se habían reconocido algunos elementos aislados. Ahora con el Webb fue posible obtener una descripción más amplia que incluye sus átomos, moléculas y los signos de actividad química en sus nubes.
Con todos estos datos se puede afirmar que tenemos la huella química de este “Saturno caliente”. Sus nubes ya no se reconocen como una masa uniforme, sino que es posible tener un panorama de cómo se dividen y actúan.
Este es un primer acercamiento a la capacidad del Webb para estudiar atmósferas de planetas fuera de nuestro sistema solar. En un futuro es más factible analizar las de planetas rocosos, más parecidos al nuestro. Un ejemplo de esto son los que forman al sistema TRAPPIST-1.
“Observamos el exoplaneta con múltiples instrumentos que, juntos, brindan una amplia franja del espectro infrarrojo y una panoplia de huellas dactilares químicas inaccesibles hasta JWST”, menciona Natalie Batalha respecto a WASP-39b. Ella es astrónoma de la Universidad de California, Santa Cruz, y participó en la investigación del exoplaneta.
Son varios los hallazgos de las investigaciones que se hicieron con los datos del James Webb. En WASP-39b se hizo la primera detección de dióxido de azufre en la atmósfera de un exoplaneta. Esta molécula se produce a partir de reacciones químicas provocadas por la luz de alta energía de la estrella anfitriona. Algo similar ocurre en nuestro planeta con la capa de ozono.
“Esta es la primera vez que vemos evidencia concreta de fotoquímica (reacciones químicas iniciadas por luz estelar energética) en exoplanetas”, explica Shang-Min Tsai, quien es investigador de la Universidad de Oxford en Reino Unido y participó en el estudio.
El análisis de la atmósfera de WASP-39b es un primer paso en el estudio de otros mundos. No se espera que sea un planeta habitable. Su atmósfera está compuesta principalmente de hidrógeno. Su temperatura alcanza los 900 grados Celsius. El método que se usó será un referente en el estudio de exoplanetas más parecidos al nuestro.
Otro detalle interesante es que se encuentra muy cerca de su estrella anfitriona. Está ocho veces más cerca que Mercurio a nuestro Sol. Es un lugar perfecto para estudiar los efectos de la radiación de las estrellas en los exoplanetas. Un mayor conocimiento de la forma en que se relacionan las estrellas y sus planetas ayudará a comprender mejor cómo es que existen tantas variaciones posibles en nuestra galaxia.
Otros gases que se detectaron son bien conocidos en la atmósfera de la Tierra. Entre ellos están el dióxido de carbono y el monóxido de carbono. Resalta la ausencia de algunos como metano y sulfuro de hidrógeno.
Para este análisis detallado se recurrió a varios de los instrumentos del Webb. Ellos son: NIRSpec, NIRCam y NIRISS. Gracias al registro de luz infrarroja es posible reconocer marcas químicas que no se perciben desde el espectro visible.
Para la observación de WASP-39b se siguió al planeta mientras pasaba frente a su estrella. Parte de la luz se filtró al pasar por la atmósfera. Como las distintas sustancias químicas absorben distintos colores del espectro de luz, se reconoció a las sustancias por los colores que faltaban.
La composición química de este exoplaneta sugiere que es el resultado de una fusión. Distintos planetesimales debieron unirse para formar a este planeta gigante. El estudio de la atmósfera de WASP-39b es la primera muestra del potencial del Telescopio James Webb. No pasará mucho tiempo para que leamos este tipo de informes sobre otros más pequeños, rocosos y con características más cercanas al nuestro.