El telescopio espacial James Webb demuestra su increíble poder en este nuevo descubrimiento
El telescopio espacial James Webb detecta dióxido de carbono en la atmósfera de un exoplaneta. El Webb demuestra su poder espectroscópico con la primera detección inequívoca de dióxido de carbono en una atmósfera planetaria fuera del Sistema Solar.
El telescopio espacial James Webb de la NASA/ESA/CSA ha encontrado pruebas definitivas de la presencia de dióxido de carbono en la atmósfera de un planeta, gigante gaseoso, que orbita una estrella similar al Sol, a 700 años luz de distancia. El resultado proporciona información importante sobre la composición y la formación del planeta, y es indicativo de la capacidad de Webb para detectar y medir también el dióxido de carbono en las atmósferas más delgadas de los planetas rocosos más pequeños.
WASP-39 b es un gigante gaseoso caliente con una masa de aproximadamente un cuarto de la de Júpiter (más o menos la misma que la de Saturno) y un diámetro 1,3 veces mayor que el de Júpiter. Su extrema hinchazón está relacionada en parte con su alta temperatura (unos 900 °C). A diferencia de los gigantes gaseosos más fríos y compactos de nuestro Sistema Solar, WASP-39 b orbita muy cerca de su estrella anfitriona -sólo una octava parte de la distancia entre el Sol y Mercurio– completando un circuito en poco más de cuatro días terrestres.
El descubrimiento del planeta, comunicado en 2011, se basó en detecciones terrestres de la sutil y periódica atenuación de la luz de su estrella anfitriona cuando el planeta transita, o pasa por delante de la estrella.
Durante un tránsito, una parte de la luz estelar es eclipsada por el planeta por completo (lo que provoca el oscurecimiento general) y otra parte se transmite a través de la atmósfera del planeta. La atmósfera filtra unos colores más que otros, dependiendo de factores como su composición, su grosor y la presencia o no de nubes. (Observamos este efecto en nuestra propia atmósfera, ya que el color y la calidad de la luz del día cambian en función de lo brumoso o húmedo que sea el aire, o de la posición del Sol en el cielo).
Los planetas en tránsito como WASP-39 b, cuyas órbitas observamos de perfil y no desde la parte superior, pueden proporcionar a los investigadores oportunidades ideales para sondear las atmósferas planetarias
Los investigadores pueden analizar pequeñas diferencias en el brillo de la luz transmitida a través de un espectro de longitudes de onda
Dado que los distintos gases absorben diferentes combinaciones de colores, los investigadores pueden analizar pequeñas diferencias en el brillo de la luz transmitida a través de un espectro de longitudes de onda y, por tanto, determinar exactamente de qué está hecha una atmósfera.
Con su combinación de atmósfera inflada y tránsitos frecuentes, WASP-39 b es un objetivo ideal para esta técnica, conocida como espectroscopia de transmisión. El equipo utilizó el espectrógrafo de infrarrojo cercano de Webb (NIRSpec) para realizar esta detección.
En el espectro resultante de la atmósfera del exoplaneta, la pequeña colina entre 4,1 y 4,6 micras es cualquier cosa menos trivial para los investigadores de exoplanetas. Es la primera prueba clara, detallada e indiscutible de la existencia de dióxido de carbono detectada en un planeta fuera del Sistema Solar.
En cuanto aparecieron los datos en mi pantalla, me llamó la atención el enorme rasgo de dióxido de carbono, dijo Zafar Rustamkulov, estudiante de posgrado de la Universidad Johns Hopkins de Estados Unidos y miembro del equipo de exoplanetas en tránsito. Fue un momento especial, ya que cruzamos un umbral importante en las ciencias de los exoplanetas
Incluso sin la fuerte característica del dióxido de carbono, este espectro sería notable. Ningún observatorio ha medido antes diferencias tan sutiles en el brillo de tantos colores individuales en el rango de 3 a 5,5 micras del espectro de transmisión de un exoplaneta.
El acceso a esta parte del espectro es crucial para medir la abundancia de gases como el agua y el metano, así como el dióxido de carbono, que se cree que existen en las atmósferas de muchos tipos diferentes de exoplanetas.
La detección de una señal tan clara de dióxido de carbono en WASP-39 es un buen presagio para la detección de atmósferas en planetas más pequeños y de tamaño terrestre, afirmó Natalie Batalha, de la Universidad de California en Santa Cruz (EE.UU.), que dirige el equipo de investigadores que estudian los exoplanetas en tránsito con Webb.
Es asombroso ver que el instrumento NIRSpec de la ESA produce estos increíbles datos en una fase tan temprana de la misión, cuando sabemos que aún podemos mejorar la calidad de los datos en el futuro, añadió Sarah Kendrew, científica del instrumento MIRI de la ESA Webb y del Instituto de Ciencia del Telescopio Espacial en Baltimore, Estados Unidos.
Estos resultados también se basan en las investigaciones ya realizadas por el telescopio espacial Hubble de la NASA/ESA. «A lo largo de las últimas décadas, el telescopio espacial Hubble ha sentado el precedente de los misterios que encierran estas atmósferas, desde la dispersión de nubes que oscurecen las características moleculares, hasta las observaciones de la absorción del vapor de agua, pasando por las atmósferas que se liberan«, ha declarado Hannah Wakeford, miembro del equipo de la Universidad de Bristol, en el Reino Unido.
«Webb complementará y ampliará estos estudios con mayor resolución, cobertura de longitudes de onda y precisión para revelar las tendencias clave en los datos que apuntan a la formación y evolución de estos planetas».
La observación del prisma NIRSpec de WASP-39 b, es sólo una parte de una investigación más amplia que incluye observaciones del planeta utilizando varios instrumentos, así como observaciones de otros dos planetas en tránsito. La investigación, que forma parte del programa Early Release Science, fue diseñada para proporcionar a la comunidad de investigadores de exoplanetas datos sólidos del Webb lo antes posible.
Fuente: ESA
