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Descubren un mundo alienígena gigante e infernal

Pablo Javier Piacente

This artist's concept shows a cloudy Jupiter-like planet that orbits very close to its fiery hot star. NASA's Spitzer Space Telescope was recently used to capture spectra, or molecular fingerprints, of two "hot Jupiter" worlds like the one depicted here. This is the first time a spectrum has ever been obtained for an exoplanet, or a planet beyond our solar system. The ground-breaking observations were made with Spitzer's spectrograph, which pries apart infrared light into its basic wavelengths, revealing the "fingerprints" of molecules imprinted inside. Spitzer studied two planets, HD 209458b and HD 189733b, both of which were found, surprisingly, to have no water in the tops of their atmospheres. The results suggest that the hot planets are socked in with dry, high clouds, which are obscuring water that lies underneath. In addition, HD209458b showed hints of silicates, suggesting that the high clouds on that planet contain very fine sand-like particles. Capturing the spectra from the two hot-Jupiter planets was no easy feat. The planets cannot be distinguished from their stars and instead appear to telescopes as single blurs of light. One way to get around this is through what is known as the secondary eclipse technique. In this method, changes in the total light from a so-called transiting planet system are measured as a planet is eclipsed by its star, vanishing from our Earthly point of view. The dip in observed light can then be attributed to the planet alone. This technique, first used by Spitzer in 2005 to directly detect the light from an exoplanet, currently only works at infrared wavelengths, where the differences in brightness between the planet and star are less, and the planet's light is easier to pick out. For example, if the experiment had been done in visible light, the star is so much brighter than the planet that the total light from the system would appear to be unchanged, even as the planet disappeared from view. To capture spectra of the planets, Spitzer observed their secondary eclipses with its spectrograph. It took a spectrum of a star together with its planet, then, as the planet disappeared from view, a spectrum of just the star. By subtracting the spectrum of the star from the spectrum of the star and planet together, astronomers were able to determine the spectrum of the planet itself.

Investigadores de distintos centros académicos han anunciado el descubrimiento de un nuevo exoplaneta, de enormes dimensiones y con una estructura similar a Júpiter. El nuevo mundo, caracterizado por sus extremas temperaturas, fue detectado empleando el Satélite de reconocimiento de exoplanetas en tránsito (TESS) de la NASA.

Este tipo de exoplanetas son similares en características al planeta más grande del Sistema Solar, pero tienen períodos orbitales de menos de 10 días. Dichos exoplanetas tienen altas temperaturas superficiales, ya que orbitan muy de cerca a sus estrellas madre.

De acuerdo a un artículo publicado en Phys.org, el nuevo exoplaneta fue bautizado como TOI-1518b y orbita una estrella aproximadamente dos veces más grande que el Sol. Vale destacar además que el gigante extrasolar TOI-1518b presenta hierro en su atmósfera, según los investigadores. El nuevo estudio ha sido publicado en arXiv.

Similares a Júpiter

Un «Júpiter caliente» es un tipo de exoplaneta cuya masa es similar o incluso excede a la de Júpiter. Un mundo extrasolar de esta clase orbita unas 100 veces más cerca de su estrella con respecto a la órbita de Júpiter con relación al Sol. Según las estimaciones de los astrónomos, un «Júpiter caliente» orbita incluso aproximadamente ocho veces más cerca de su estrella que Mercurio del Sol, el planeta más cercano al astro rey en nuestro Sistema Solar.

La existencia de este tipo de planetas extrasolares fue propuesta en 1952 por Otto Struve, un astrónomo estadounidense de origen alemán. El primer exoplaneta descubierto, 51 Pegasi b, es un astro del tipo «Júpiter caliente»: son más sencillos de detectar que otros planetas extrasolares, gracias a las amplias y rápidas oscilaciones que inducen en el movimiento de su estrella madre.

Tema relacionado: Descubren 121 exoplanetas gigantes en zonas habitables.

Como el fuego y algo más

El nuevo exoplaneta descubierto es un verdadero mundo infernal: su temperatura media ronda los 2218 grados Celsius, en tanto que durante el día puede llegar a los 2963 grados Celsius. Esto se explica por la extrema cercanía a su estrella: orbita a una distancia de casi 0,04 Unidades Astronómicas (UA) de una estrella con una temperatura efectiva de aproximadamente 7026 grados Celsius.

TOI-1518b presenta un radio equivalente a poco menos de dos radios de Júpiter, mientras que su masa es aún incierta, aunque se cree que rondaría las 2.3 masas de Júpiter. Los especialistas piensan efectuar futuros monitoreos de la velocidad radial de este sistema, para lograr más precisiones en cuanto a su masa. Por otro lado, los astrónomos verificaron que el exoplaneta orbita a su estrella cada 1,9 días.

Un aspecto llamativo es la detección de hierro neutro en la atmósfera de TOI-1518b, ya que hasta hoy dicho elemento había sido descubierto en muy pocos planetas extrasolares del tipo «Júpiter caliente». Para comprobar este dato, el equipo realizó un análisis de correlación cruzada atmosférica y verificó la presencia de hierro.

¿Un exoplaneta con inversión térmica?

Además, los especialistas resaltaron que TOI-1518b podría ser un planeta en el cual exista inversión térmica, dadas sus características, aunque habrá que comprobarlo en futuros estudios.

La inversión térmica es una condición de la atmósfera que se produce cuando la temperatura del aire no desciende cuando se sube en altura sino que, por el contrario, va ascendiendo cada vez más. En consecuencia, la densidad del aire baja a más altura: el aire no puede elevarse en una zona de inversión térmica.

Referencia

TOI-1518b: A Misaligned Ultra-hot Jupiter with Iron in its Atmosphere. Samuel H. C. Cabot et al. arXiv (2021).

Foto: impresión artística de un planeta de tipo «Júpiter caliente». Son planetas extrasolares con características similares a Júpiter, temperaturas extremas y órbitas excéntricas. Todas estas condiciones son las que reúne el nuevo mundo descubierto, llamado TOI-1518b. Crédito: NASA.