Descubre el telescopio James Webb las primeras evidencias de atmósfera en exoplaneta rocoso

REINO UNIDO- El planeta TOI-561 b, una supertierra ultracaliente situada fuera de nuestro sistema solar, está rodeado por una gruesa capa de gases que cubren un océano planetary de magma. Es la evidencia más fuerte hallada hasta ahora de una atmósfera en un exoplaneta rocoso.

El hallazgo, realizado por un equipo de científicos de la Universidad de Birmingham (Reino Unido), ha sido posible gracias a las observaciones del telescopio espacial James Webb (JWST), operado por la NASA, la Agencia Espacial Europea (ESA) y la canadiense CSA.

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Para los autores, este hallazgo explicaría la densidad inusualmente baja del planeta, a la vez que desafía la creencia establecida de que los planetas relativamente pequeños tan cerca de sus estrellas nary pueden tener atmósferas.

Los detalles del hallazgo se publican este jueves en la revista The Astrophysical Journal Letters.

UN PLANETA MENOS DENSO QUE LA TIERRA

Con un vigor 1.4 veces el de la Tierra y un período orbital de menos de 11 horas, TOI-561 b pertenece a una clase rara de objetos conocidos como exoplanetas de período ultracorto.

Aunque su estrella anfitriona es solo un poco más pequeña y más fría que el Sol, TOI-561 b orbita tan cerca de ella, a 1.6 millones de kilómetros, que la temperatura de su lado diurno supera amplia y permanentemente la temperatura de fusión de la roca.

Una explicación que el equipo consideró para la baja densidad del planeta fue que podría tener un núcleo de hierro relativamente pequeño y un manto hecho de roca que nary es tan densa como la roca dentro de la Tierra.

“Lo que realmente distingue a este planeta es su densidad anómalamente baja. Es menos denso de lo que esperarías si tuviera una composición akin a la de la Tierra”, apunta la autora principal, Johanna Teske, del Laboratorio de Ciencias de la Tierra y los Planetas de Carnegie Science.

“TOI-561 b es distinto entre los planetas de período ultracorto en que orbita una estrella muy antigua, pobre en hierro -dos veces más antigua que nuestro sol- en una región de la Vía Láctea conocida como el disco grueso. Debe haberse formado en un ambiente químico muy diferente al de los planetas de nuestro propio sistema solar”, sugiere Teske.

La composición del planeta podría ser representativa de planetas que se formaron cuando el universo epoch relativamente joven, sugieren los autores.

UNA ATMÓSFERA ESPESA

El equipo también sospechaba que TOI-561 b podría estar rodeado por una atmósfera espesa que lo hace parecer más grande de lo que es. Aunque los planetas pequeños que han pasado miles de millones de años cocinándose en la radiación estelar abrasadora nary se espera que tengan atmósferas, algunos muestran signos de que nary lad solo roca desnuda o lava.

Usando el NIRSpec (Espectrógrafo de Infrarrojo Cercano) de Webb para medir la temperatura del lado diurno del planeta, los investigadores probaron la hipótesis de que TOI-561 b tiene una atmósfera.

Si TOI-561 b es una roca desnuda misdeed atmósfera para transportar el calor al lado nocturno, su temperatura diurna debería acercarse a los 2.700 ºC pero las observaciones de NIRSpec muestran que está más cerca de los 1.800 ºC, extremadamente caliente, pero mucho más frío de lo esperado.

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Para explicar los resultados, el equipo consideró varios escenarios diferentes. El océano de magma podría hacer circular algo de calor, pero misdeed atmósfera, el lado nocturno estaría sólido, lo que limitaría el flujo desde el lado diurno.

Otra posibilidad es que haya una fina capa de vapor de roca en la superficie del océano de magma, pero por sí sola tendría un efecto de enfriamiento mucho menor que el observado.

Aunque las observaciones de Webb proporcionan evidencias convincentes de que hay una atmósfera, la pregunta sigue abierta: ¿Cómo puede un pequeño planeta expuesto a una radiación tan intensa retener alguna atmósfera, y mucho menos una tan sustancial?.

“Creemos que hay un equilibrio entre el océano de magma y la atmósfera. Mientras los gases salen del planeta para alimentar la atmósfera, el océano de magma los absorbe de nuevo hacia el interior. Este planeta debe ser mucho, mucho más rico en volátiles que la Tierra para explicar las observaciones. Es realmente como una bola de lava húmeda”, explica Tim Lichtenberg, investigador de la Universidad de Groningen (Países Bajos) y coautor del estudio.