Webb detecta nubes de arena en un turbulento planeta remoto
Los investigadores que observan el espacio con el
telescopio espacial James Webb de la NASA han identificado características de
nubes de silicato en la atmósfera de un planeta lejano. La atmósfera está en
constante ascenso, mezclándose y moviéndose durante su día de 22 horas,
llevando el material más caliente hacia arriba y empujando el material más frío
hacia abajo. Los cambios resultantes en el brillo son tan dramáticos que es el
objeto de masa planetaria más variable que se haya conocido hasta la fecha. El
equipo, dirigido por Brittany Miles de la Universidad de Arizona, también
realizó 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 que se hayan identificado a la vez en un
planeta fuera de nuestro sistema solar.
Un equipo de investigación dirigido por Brittany
Miles, de la Universidad de Arizona, utilizó dos instrumentos conocidos como
espectrógrafos a bordo del telescopio espacial James Webb, uno en su
espectrógrafo del infrarrojo cercano (NIRSpec) y otro en su instrumento de
infrarrojo medio (MIRI) para observar una vasta sección de luz entre el
infrarrojo cercano y el infrarrojo medio emitida por el planeta VHS 1256 b.
Ambos trazaron la luz en el espectro, identificando señales de nubes de
silicato, agua, metano y monóxido de carbono. También encontraron evidencia de
dióxido de carbono.
Créditos: Imagen: NASA, ESA, CSA, J. Olmsted
(STScI); Investigación científica: Brittany Miles (Universidad de Arizona),
Sasha Hinkley (Universidad de Exeter), Beth Biller (Universidad de Edimburgo),
Andrew Skemer (Universidad de California en Santa Cruz)
Catalogado como VHS 1256 b, el planeta está a unos
40 años luz de distancia y su órbita gira alrededor de no una, sino dos
estrellas durante un período de 10.000 años. “VHS 1256 b está unas cuatro veces
más lejos de sus estrellas que Plutón de nuestro Sol, lo que lo convierte en un
excelente objetivo para Webb”, dijo Miles. “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 unos
abrasadores 830 grados Celsius (1.500 grados Fahrenheit).
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 podrían parecerse más a pequeñas
partículas de humo”, señaló la coautora Beth Biller, de la Universidad de
Edimburgo en Escocia. “Los granos más grandes podrían ser más parecidos a partículas
de arena muy calientes y muy pequeñas”.
VHS 1256 b tiene baja gravedad en comparación con
las enanas marrones más masivas, lo que significa que sus nubes de silicato
pueden aparecer y permanecer a mayor altura 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 su formación 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 tesoro de datos. En gran medida, solo han comenzado
a identificar su contenido. “Hemos identificado silicatos, pero comprender
mejor qué tamaño de granos y formas coinciden con qué tipos específicos de
nubes va a requerir mucho trabajo adicional”, dijo Miles. “Esta no es la última
palabra sobre este planeta: es el comienzo de un esfuerzo de modelado a gran
escala para ajustarnos a los complejos datos de Webb”.
Aunque todas las características que el equipo
observó han sido detectadas por otros telescopios en otros planetas en
diferentes lugares de la Vía Láctea, los otros equipos de investigación
generalmente identificaron solo una característica 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 en
Santa Cruz. “Estamos viendo muchas moléculas, en un solo espectro de Webb, que
detallan los dinámicos sistemas meteorológicos y de nubes de este planeta”.
El equipo llegó a estas conclusiones mediante el
análisis de datos conocidos como espectros, recopilados por dos instrumentos a
bordo de Webb: el espectrógrafo del infrarrojo cercano (NIRSpec, por sus siglas
en inglés) y el instrumento de infrarrojo medio (MIRI, por sus siglas en
inglés). Dado que la órbita del planeta se mueve a una distancia tan grande de
sus estrellas, los investigadores pudieron observarlo directamente, en lugar de
emplear la técnica del tránsito o un coronógrafo para obtener estos datos.
Habrá mucho más que aprender acerca de VHS 1256 b en
los próximos meses y años a medida que este equipo, y otros, continúen
analizando los datos infrarrojos de alta resolución de Webb. “Hay un gran
rendimiento en una cantidad muy modesta de tiempo de telescopio”, añadió
Biller. “Con solo unas pocas horas de observaciones, tenemos lo que parece un
potencial interminable de descubrimientos adicionales”.
¿Qué podría ocurrir con este planeta dentro de miles
de millones de años? Dado que está tan lejos de sus estrellas, se volverá más
frío con el tiempo y sus cielos podrían pasar de nublados a despejados.
Los investigadores observaron a VHS 1256 b como parte
del programa de Primeras Observaciones Científicas de Webb, que está diseñado
para ayudar a transformar la capacidad de la comunidad astronómica de
caracterizar los planetas y los discos donde se forman.
El artículo científico del equipo, titulado “El programa
de Primeras Observaciones Científicas del telescopio espacial James Webb para
observaciones directas de sistemas exoplanetarios II: Espectro de 1 a 20 micras
del compañero de masa planetaria VHS 1256-1257 b”, será publicado en The
Astrophysical Journal Letters el 22 de marzo.
El telescopio espacial James Webb es el principal
observatorio de ciencias espaciales del mundo. Webb resolverá los misterios de
nuestro sistema solar, verá más allá de mundos distantes alrededor de otras
estrellas y explorará las misteriosas estructuras y los orígenes de nuestro
universo y nuestro lugar en él. Webb es un programa internacional dirigido por
la NASA con sus socios: la Agencia Espacial Europea (ESA) y la Agencia Espacial
Canadiense (CSA).
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