Concepto artístico del exoplaneta WASP-121b. Image Credit: NASA/Hubble
Observaciones
realizadas por el Telescopio Espacial Hubble de la NASA revelan gas de
magnesio y hierro fluyendo desde el extraño mundo fuera de nuestro
sistema solar conocido como WASP-121b. Las observaciones representan la
primera vez que los llamados "metales pesados", elementos más pesados
que el hidrógeno y el helio, han sido vistos escapando de un Júpiter
caliente, un exoplaneta gaseoso grande muy cerca de su estrella.
Normalmente, los planetas calientes del
tamaño de Júpiter todavía son lo suficientemente fríos como para
condensar elementos más pesados como el magnesio y el hierro en nubes.
Pero ese no es el caso de WASP-121b, que
está orbitando tan peligrosamente cerca de su estrella que su atmósfera
superior alcanza más de 2.500 ºC. La temperatura en la atmósfera
superior de WASP-121b es aproximadamente 10 veces mayor que la de
cualquier atmósfera planetaria conocida. El sistema WASP-121 reside a
unos 900 años luz de la Tierra.
"Se han visto metales pesados en otros
Júpiteres calientes antes, pero solo en la atmósfera inferior", explicó
el investigador principal David Sing de la Universidad Johns Hopkins en
Baltimore, Maryland. "Así que no sabes si están escapando o no. Con
WASP-121b, vemos magnesio y gas de hierro tan lejos del planeta que no
están unidos gravitacionalmente".
La luz ultravioleta de la estrella
anfitriona, que es más brillante y más caliente que el Sol, calienta la
atmósfera superior y ayuda a escapar. Además, el escape de gas de
magnesio y hierro puede contribuir al pico de temperatura, dijo Sing.
"Estos metales harán que la atmósfera sea más opaca en el ultravioleta,
lo que podría estar contribuyendo al calentamiento de la atmósfera
superior", explicó.
El chisporroteante planeta está tan
cerca de su estrella que está a punto de ser destrozado por la gravedad
de la estrella. Esta distancia de abrazo significa que el planeta tiene
forma de balón de fútbol debido a las fuerzas de marea gravitacionales.
"Elegimos este planeta porque es muy
extremo", dijo Sing. "Pensamos que teníamos la oportunidad de ver
escapar elementos más pesados. Hace tanto calor y es tan favorable de
observar, que es la mejor oportunidad para encontrar la presencia de
metales pesados.
Estábamos buscando principalmente magnesio, pero ha
habido indicios de hierro en la atmósfera de otros exoplanetas. Sin
embargo, fue una sorpresa verlo tan claramente en los datos y a tan
grandes altitudes tan lejos del planeta. Los metales pesados escapan en
parte porque el planeta es tan grande e hinchado que su gravedad es
relativamente débil. Este es un planeta que está siendo despojado
activamente de su atmósfera ".
Los investigadores utilizaron el
espectrógrafo de imágenes del telescopio espacial para buscar en la luz
ultravioleta las firmas espectrales de magnesio y hierro impresas en la
luz estelar que se filtraba a través de la atmósfera de WASP-121b cuando
el planeta pasaba frente a su estrella o la transitaba.
Este exoplaneta también es un objetivo
perfecto para el próximo telescopio espacial James Webb de la NASA para
buscar agua y dióxido de carbono en luz infrarroja, que se puede
detectar en longitudes de onda más largas y rojas. La combinación de
observaciones del Hubble y Webb daría a los astrónomos un inventario más
completo de los elementos químicos que componen la atmósfera del
planeta.
El estudio de WASP-121b es parte de la
encuesta PanCET, un programa del Hubble para observar 20 exoplanetas,
que varían en tamaño desde súper-Tierras (varias veces la masa de la
Tierra) hasta Júpiteres (que tiene más de 100 veces la masa de la
Tierra), en el primer estudio comparativo ultravioleta, visible e
infrarrojo a gran escala de mundos distantes.
Las observaciones de WASP-121b se suman a
la historia en desarrollo de cómo los planetas pierden sus atmósferas
primordiales. Cuando se forman los planetas, reúnen una atmósfera que
contiene gas del disco en el que se formó el planeta y la estrella.
Estas atmósferas consisten principalmente en gases primarios, más
livianos, hidrógeno y helio, los elementos más abundantes en el
universo. Esta atmósfera se disipa a medida que un planeta se acerca a
su estrella.
"Los Júpiter calientes están hechos
principalmente de hidrógeno, y el Hubble es muy sensible al hidrógeno,
por lo que sabemos que estos planetas pueden perder el gas con relativa
facilidad", dijo Sing. "Pero en el caso de WASP-121b, el gas de
hidrógeno y helio está saliendo, casi como un río, y está arrastrando
estos metales con ellos. Es un mecanismo muy eficiente para la pérdida
de masa".
Actualizado: 2/8/2019
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