Descubrimiento del elemento más pesado de las atmósferas de los exoplanetas
Mientras estudiaban planetas que orbitan estrellas fuera del Sistema Solar, unos científicos respaldados por los proyectos financiados con fondos europeos SPICE DUNE y FOUR ACES realizaron un descubrimiento inesperado. Hallaron bario (el elemento más pesado detectado hasta ahora en la atmósfera de un exoplaneta) en las atmósferas de dos gigantes gaseosos. Su estudio se publicó en la revista «Astronomy & Astrophysics». «Fue un descubrimiento “accidental”», afirma Tomás Azevedo Silva, autor principal del estudio y doctorando de la Universidad de Oporto (Portugal), en una noticia publicada en el sitio web del Observatorio Europeo Austral (ESO, por sus siglas en inglés). «No esperábamos ni buscábamos bario concretamente y tuvimos que verificar que sí que procedía del planeta, ya que nunca antes se había visto en ningún exoplaneta». El bario fue descubierto a gran altura en las atmósferas de los gigantes gaseosos WASP-76b y WASP-121b. Los dos exoplanetas también se denominan «jupíteres ultracalientes», un nombre que se da a los planetas con una masa similar a la de Júpiter que orbitan muy cerca de sus estrellas. Al estar muy próximos a ellas, WASP-76b y WASP-121b tardan menos de 2 días en dar una vuelta alrededor de sus estrellas y, además, tienen unas temperaturas de equilibrio abrasadoras que superan los 2 000 ℃.
Más pesado que el hierro
Estas temperaturas extremas, que son lo suficientemente altas como para vaporizar los metales, también aportan a estos planetas características extraordinarias, como la lluvia de hierro que se sospecha que se produce en WASP-76b. En un estudio de 2020, respaldado en parte por FOUR ACES, se descubrió que, cuando el vapor de hierro es transportado por fuertes vientos a entornos nocturnos más fríos, se condensa en gotas de hierro. Sin embargo, a pesar de este increíble descubrimiento, a los astrofísicos también les sorprendió encontrar un elemento 2,5 veces más pesado que el hierro en las atmósferas superiores de WASP-76b y WASP-121b. «Dada la alta gravedad de los planetas, sería de esperar que los elementos pesados como el bario cayeran rápidamente en las capas inferiores de la atmósfera», explica en la misma noticia el coautor del estudio, el doctor Olivier Demangeon, también perteneciente a la Universidad de Oporto. La observación de jupíteres ultracalientes proporciona a los científicos información valiosa sobre las atmósferas de los exoplanetas. «Al ser gaseosos y calientes, sus atmósferas tienen una gran extensión y, por lo tanto, son más fáciles de observar y estudiar que las de los planetas más pequeños o más fríos», aclara Demangeon. Para conseguir sus hallazgos, el equipo de investigación utilizó el espectrógrafo Echelle para exoplanetas rocosos y la observación espectroscópica estable en el Telescopio Extremadamente Grande situado en el norte de Chile. El hecho de que se haya encontrado bario en ambos planetas podría significar que este elemento pesado es común en las atmósferas de los jupíteres ultracalientes. ¿Pero qué proceso natural podría dar lugar a la presencia de bario a altitudes tan elevadas? Según señala Azevedo Silva, la existencia de este elemento en tales altitudes parece «desconcertante y contraintuitiva». En la actualidad, los investigadores no están seguros de los mecanismos implicados. SPICE DUNE (A SpectroPhotometric Inquiry of Close-in Exoplanets around the Desert to Understand their Nature and Evolution) finaliza en 2026. FOUR ACES (Future of upper atmospheric characterisation of exoplanets with spectroscopy) finaliza en 2023. Para más información, consulte: proyecto SPICE DUNE página web del proyecto FOUR ACES
Palabras clave
SPICE DUNE, FOUR ACES, planeta, exoplaneta, WASP-76b, WASP-121b, gigante gaseoso, júpiter ultracaliente, bario