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Telescopio James Webb muestra atmósfera de exoplaneta

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El Telescopio James Webb ha mostrado la atmósfera de un exoplaneta como nunca antes se había visto.

Un reciente estudio en el que han participado investigadores del Centro de Astrobiología (CAB), CSIC-INTA, ha obtenido por primera vez de forma clara y completa un retrato de cómo son y de qué elementos químicos están compuestos los cielos de un mundo lejano gracias a observaciones con el telescopio espacial James Webb. El conjunto de instrumentos altamente sensibles del telescopio se enfocó en la atmósfera de un planeta tan masivo como Saturno que orbita una estrella a unos 700 años luz de distancia, conocido como WASP-39 b.

Si bien el Webb y otros telescopios espaciales, incluidos el Hubble y el Spitzer, han revelado previamente ingredientes aislados de la atmósfera de este planeta caliente, las nuevas lecturas brindan un menú completo de átomos, moléculas e incluso signos de química activa y de la presencia de nubes. Los datos más recientes también dan una pista de cómo se verían estas nubes de cerca: divididas en lugar de una capa única y uniforme sobre el planeta.

Los hallazgos proporcionan una buena idea de la capacidad de los instrumentos del Webb para realizar la amplia gama de investigaciones de exoplanetas (planetas alrededor de otras estrellas) que espera la comunidad científica. Eso incluye sondear las atmósferas de planetas rocosos más pequeños como los del sistema TRAPPIST-1.

El conjunto de descubrimientos sobre WASP-39 b, se detalla en un conjunto de cinco nuevos artículos científicos. Entre las revelaciones sin precedentes se encuentra la primera detección en la atmósfera de un exoplaneta de dióxido de azufre, una molécula producida a partir de reacciones químicas provocadas por la luz de alta energía de la estrella madre del planeta. En la Tierra, la capa protectora de ozono en la atmósfera superior se crea de manera similar.

A una temperatura estimada de 1,600ºF (900ºC) y una atmósfera compuesta principalmente de hidrógeno, no se cree que WASP-39 b sea habitable. Pero el nuevo trabajo señala el camino para encontrar potenciales rastros de vida en un planeta habitable. La proximidad del planeta a su estrella anfitriona, ocho veces más cerca que Mercurio de nuestro Sol, también lo convierte en un laboratorio para estudiar los efectos de la radiación de las estrellas anfitrionas en los exoplanetas. Un mejor conocimiento de la conexión estrella-planeta debería traer una comprensión más profunda de cómo estos procesos crean la diversidad de planetas observados en la galaxia.

El telescopio Webb también vio dióxido de carbono a una resolución más alta, proporcionando el doble de datos que los informados en sus observaciones anteriores. Mientras tanto, se detectó monóxido de carbono, pero las firmas obvias de metano y sulfuro de hidrógeno estaban ausentes de los datos de Webb. Si están presentes, estas moléculas se encuentran en niveles muy bajos, un hallazgo significativo para los científicos que realizan inventarios de la química de los exoplanetas para comprender mejor la formación y el desarrollo de estos mundos distantes.

Webb ve el universo en luz infrarroja, en el extremo rojo del espectro de luz más allá de lo que pueden ver los ojos humanos; eso permite que el telescopio recoja huellas químicas que no se pueden detectar en la luz visible. Para ver la luz de WASP-39 b, Webb siguió el paso del planeta frente a su estrella, lo que permitió que parte de la luz de la estrella se filtrara a través de la atmósfera del planeta. Los diferentes tipos de sustancias químicas en la atmósfera absorben diferentes colores del espectro de luz de las estrellas, por lo que los colores que faltan indican a los astrónomos qué moléculas están presentes.

Tener una lista tan completa de ingredientes químicos en la atmósfera de un exoplaneta también les da a los científicos una idea de la abundancia de diferentes elementos en relación entre sí, como las proporciones de carbono a oxígeno o de potasio a oxígeno. Eso, a su vez, proporciona una idea de cómo este planeta y, quizás otros, se formaron a partir del disco de gas y polvo que rodeaba a la estrella madre en sus años más jóvenes.

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