Los astrónomos del telescopio Espacial Hubble de la NASA han estudiado un tipo de exoplanetas ultracalientes, con los que han obtenido un conjunto de datos fascinante. En ellos se aprecia que estos planetas hinchados del tamaño de Júpiter, están tan abrumadoramente cerca de su estrella anfitriona que se están asando a temperaturas por encima de los 3000 grados Fahrenheit.
Esta temperatura es lo suficientemente alta como para vaporizar la mayoría de los metales, incluido el titanio. Los exoplanetas del estudio cuentan con las atmósferas planetarias más calientes jamás vistas.
Los equipos de astrónomos del Hubble, en dos nuevos artículos, han informado sobre las extrañas condiciones climáticas que imperan en estos planetas. En un planeta “llueve” roca vaporizada, y la atmósfera superior de otro se está calentando en lugar de enfriarse ya que está siendo “quemada por el sol” debido a la intensa radiación ultravioleta (UV) de su estrella.
Esta investigación tiene más enjundia que el hecho de encontrar atmósferas planetarias extrañas y extravagantes. El estudio brinda a los astrónomos una mejor comprensión de la diversidad, complejidad y química exótica que tiene lugar en planetas remotos ubicados a lo largo de nuestra galaxia.
“Todavía no comprendemos totalmente el clima en diferentes entornos planetarios”, dijo David Sing, de la Universidad Johns Hopkins en Baltimore, Maryland, coautor de los estudios. “Cuando miras a la Tierra, todas nuestras predicciones meteorológicas están ajustadas con precisión a lo que podemos medir. Pero cuando vas a un exoplaneta lejano, tienes capacidades predictivas limitadas porque no has construido una teoría general sobre cómo funciona globalmente la atmósfera y cómo responde a condiciones extremas. Aunque conoces la química y la física básicas, no sabes cómo se va a manifestar en formas complejas”.
En un artículo publicado el 7 de abril en la revista Nature, los astrónomos describen las observaciones del Hubble de WASP-178b, ubicado a unos 1.300 años luz de distancia. En el lado diurno, la atmósfera no tiene nubes y está enriquecida con gas de monóxido de silicio. Debido a que un lado del planeta está de frente permanentemente a su estrella, la atmósfera a altas temperaturas gira hacia el lado nocturno a velocidades que superan los 3.200 kilómetros por hora. En el lado oscuro, el monóxido de silicio puede enfriarse lo suficiente como para condensarse en minerales que precipiten de las nubes, incluso al amanecer y al anochecer, el planeta está lo suficientemente caliente como para vaporizar la roca.
En un artículo publicado en la edición del 24 de enero de Astrophysical Journal Letters, Guangwei Fu de la Universidad de Maryland, College Park, informó sobre un Júpiter súper caliente, KELT-20b, ubicado a unos 400 años luz de distancia. En este planeta, una explosión de luz ultravioleta de su estrella anfitriona está creando una capa térmica en la atmósfera, muy parecida a la estratosfera de la Tierra. “Hasta ahora nunca supimos cómo la estrella anfitriona afectaba directamente a la atmósfera de un planeta. Ha habido muchas teorías, pero ahora tenemos los primeros datos de observación”, dijo Fu.
En comparación, en la Tierra, el ozono de la atmósfera absorbe la luz ultravioleta y eleva las temperaturas en una capa entre 11 y 50 kilómetros sobre la superficie de la Tierra. En KELT-20b, la radiación ultravioleta de la estrella calienta los metales en la atmósfera, lo que crea una capa de inversión térmica muy fuerte.
La revelación surgió por la detección de agua con el Hubble en observaciones del infrarrojo cercano y de la detección de monóxido de carbono del Telescopio Espacial Spitzer de la NASA. Estos componentes irradian a través de la atmósfera superior transparente y caliente que es producida por la capa de inversión. Esta firma es única de lo que los astrónomos ven en las atmósferas de los Júpiter calientes que orbitan estrellas más frías, como nuestro Sol. “El espectro de emisión de KELT-20b es bastante diferente al de otros Júpiter calientes”, dijo Fu. “Esta es una prueba convincente de que los planetas no viven aislados, sino que se ven afectados por su estrella anfitriona”.
Aunque los Júpiter súper calientes son inhabitables, este tipo de investigación ayuda a abrir el camino para comprender mejor las atmósferas de los planetas terrestres potencialmente habitables. “Si no podemos averiguar qué sucede en los Júpiter supercalientes donde tenemos datos de observación sólidos y fiables, no tendremos la oportunidad de averiguar qué sucede en espectros más débiles al observar exoplanetas terrestres”, dijo Lothringer. “Esta es una prueba de que nuestras técnicas nos permiten desarrollar una comprensión general de las propiedades físicas, como la formación de nubes y la estructura atmosférica”.
El Telescopio Espacial Hubble es un proyecto de cooperación internacional entre la NASA y la ESA (Agencia Espacial Europea). El Goddard Space Flight Center de la NASA en Greenbelt, Maryland, administra el telescopio. El Space Telescope Science Institute (STScI) en Baltimore, Maryland, lleva a cabo las operaciones científicas del Hubble. STScI es operado para la NASA por la Asociación de Universidades para la Investigación en Astronomía, en Washington, D.C.
Edición: R. Castro.