El telescopio James Webb detectó CO2 en la atmósfera de un exoplaneta
Es la primera detección definitiva del gas de efecto invernadero en un planeta fuera del sistema solar.
por Lisa Grossman
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El Telescopio Espacial James Webb encontró señales de dióxido de carbono en la atmósfera del exoplaneta gigante gaseoso WASP-39 b (ilustrado, con su estrella). NASA, ESA, CSA Y J. OLMSTED/STSCI |
El Telescopio Espacial James Webb ha obtenido la primera olfateada de dióxido de carbono en la atmósfera de un planeta en otro sistema solar.
“Es incontrovertible. Está allá. Definitivamente está ahí”, dice el científico planetario y coautor del estudio Peter Gao, de la Carnegie Institution for Science en Washington, D.C. “Ha habido indicios de dióxido de carbono en observaciones anteriores, pero nunca se confirmó hasta tal punto”.
El hallazgo, enviado a arXiv.org el 24 de agosto, marca el primer resultado científico detallado publicado del nuevo telescopio. También señala el camino para encontrar el mismo gas de efecto invernadero en las atmósferas de planetas más pequeños y rocosos que se parecen más a la Tierra.
El planeta, denominado WASP-39b, es enorme e hinchado. Es un poco más ancho que Júpiter y tan masivo como Saturno. Y orbita su estrella cada cuatro días terrestres, haciéndola muy caliente. Esas características lo convierten en un lugar terrible para buscar evidencia de vida extraterrestre. Pero esa combinación de atmósfera hinchada y pases frecuentes frente a su estrella lo hace fácil de observar, un planeta perfecto para poner a prueba el nuevo telescopio.
James Webb, o JWST, se lanzó en diciembre de 2021 y publicó sus primeras imágenes en julio de 2022. Durante unas ocho horas en julio, el telescopio observó la luz de las estrellas que se filtraba a través de la espesa atmósfera del planeta cuando el planeta cruzaba entre su estrella y JWST. Mientras lo hacía, las moléculas de dióxido de carbono en la atmósfera absorbieron longitudes de onda específicas de esa luz estelar.
Las observaciones anteriores de WASP-39b con el ya desaparecido Telescopio Espacial Spitzer de la NASA habían detectado solo una bocanada de absorción en esa misma longitud de onda. Pero no fue suficiente para convencer a los astrónomos de que el dióxido de carbono realmente estaba allí.
“No habría apostado más que una cerveza, como máximo un paquete de seis, por ese extraño indicio tentativo de dióxido de carbono de Spitzer”, dice el astrónomo Nicolas Cowan de la Universidad McGill en Montreal, quien no participó en el nuevo estudio. La detección JWST, por otro lado, "es sólida como una roca", dice. “No apostaría a mi primogénito porque lo quiero demasiado. Pero apostaría a unas buenas vacaciones."
Los datos del JWST también mostraron un poco más de absorción en longitudes de onda cercanas a las absorbidas por el dióxido de carbono. “Es una molécula misteriosa”, dice la astrónoma Natalie Batalha de la Universidad de California, Santa Cruz, quien dirigió el equipo detrás de la observación. “Tenemos varios sospechosos que estamos interrogando”.
La cantidad de dióxido de carbono en la atmósfera de un exoplaneta puede revelar detalles sobre cómo se formó el planeta. Si el planeta fue bombardeado con asteroides, eso podría haber traído más carbono y enriquecido la atmósfera con dióxido de carbono. Si la radiación de la estrella eliminó algunos de los elementos más ligeros de la atmósfera del planeta, eso también podría hacer que pareciera más rica en dióxido de carbono.
A pesar de que se necesita un telescopio tan poderoso como el JWST para detectarlo, el dióxido de carbono podría estar en las atmósferas de toda la galaxia, escondiéndose a simple vista. “El dióxido de carbono es una de las pocas moléculas que está presente en las atmósferas de todos los planetas del sistema solar que tienen atmósferas”, dice Batalha. “Es su molécula de primera línea”.
Eventualmente, los astrónomos esperan usar JWST para encontrar dióxido de carbono y otras moléculas en las atmósferas de pequeños planetas rocosos, como los que orbitan la estrella TRAPPIST-1. Algunos de esos planetas, a las distancias justas de su estrella para albergar agua líquida, podrían ser buenos lugares para buscar señales de vida. Aún está por verse si JWST detectará esos signos de vida, pero podrá detectar dióxido de carbono.
"Lo primero que pensé cuando vi estos datos fue: 'Vaya, esto va a funcionar'", dice Batalha.
Golpe de dióxido de carbono
El espectro de luz que se filtró a través de la atmósfera del exoplaneta WASP-39 b muestra una fuerte evidencia de que contiene dióxido de carbono. La gran protuberancia en el medio del espectro muestra que la atmósfera del planeta absorbió luz con longitudes de onda de alrededor de 4,3 micrómetros, una clara señal de CO2. Una protuberancia más pequeña (que se muestra como tres puntos sobre la línea de mejor ajuste) a la izquierda del CO2, de alrededor de 4 micrómetros, podría representar una molécula misteriosa.
Un espectro de la atmósfera del exoplaneta WASP-39b
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NASA, ESA, CSA, Leah Hustak y Joseph Olmsted/STSCI |
Posible mundo acuático visto orbitando una estrella alienígena
El planeta, del cual hasta un 30% está hecho de agua, será un objetivo principal para el Telescopio Espacial James Webb.
por Keith Cooper
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Impresión artística de TOI-1452b orbitando una de las estrellas enanas rojas en un sistema binario. (Crédito de la imagen: Benoit Gougeon, Universidad de Montreal) |
Se ha descubierto un planeta oceánico en zona habitable que orbita una enana roja en un sistema estelar binario a 100 años luz de la Tierra, y podría proporcionar un objetivo tentador para que lo estudie el telescopio espacial James Webb (JWST o Webb).
El exoplaneta, catalogado como TOI-1452b, fue detectado inicialmente por el Satélite de Sondeo de Exoplanetas en Tránsito (TESS) de la NASA, pero debido a que TESS no pudo resolver el sistema binario en sus dos estrellas, la naturaleza precisa del objeto en tránsito era incierta. Entonces, un equipo de astrónomos dirigido por Charles Cadieux, quien es Ph.D. estudiante de la Université de Montréal en Canadá, le dio seguimiento.
Primero, los investigadores requisaron el instrumento PESTO (un acrónimo de las palabras francesas para "planetas extrasolares en tránsito y ocultación") en el telescopio de 1,6 metros del Observatoire du Mont-Mégantic (OMM) en Quebec, Canadá, para resolver las dos estrellas del sistema binario.
Los astrónomos descubrieron que las estrellas, que son enanas rojas, están divididas en 97 unidades astronómicas (una unidad astronómica, o AU, es la distancia promedio entre la Tierra y el sol, alrededor de 93 millones de millas o 150 millones de kilómetros). También confirmaron que TOI-1452b orbita y, de hecho, transita (se mueve frente a) una de las dos enanas rojas. Basándose en la cantidad de luz de la estrella bloqueada por el planeta durante el tránsito, el equipo de Cadieux calculó que el planeta tiene un diámetro 1,67 veces mayor que el de la Tierra y orbita su estrella enana roja una vez cada 11,1 días.
El equipo de Cadieux luego pasó al Telescopio Canadá-Francia-Hawaii ubicado en Hawai'i, que alberga un instrumento llamado SPIRou que puede medir la velocidad radial de la estrella anfitriona del planeta. La velocidad radial se refiere a la cantidad en la que la estrella "se tambalea" de un lado a otro a medida que es arrastrada por la gravedad de su planeta en órbita. Según las mediciones de la velocidad radial de la estrella, TOI-1452b debe tener una masa unas 4,8 veces mayor que la de la Tierra.
Estos mundos se denominan "súper-Tierras", demasiado pequeños para ser gaseosos, pero más grandes y extraños que los planetas terrestres de nuestro sistema solar. Con el radio y la masa de TOI-1452b en la mano, los científicos pudieron calcular su densidad aparente, y el resultado implica que el 22 % de la masa del planeta, y quizás hasta el 30 %, está formado por agua que rodea un núcleo rocoso. Esta es una proporción similar a la cantidad de hielo en las lunas congeladas de nuestro sistema solar, como Europa en Júpiter y Titán en Saturno.
A diferencia de esas lunas heladas, TOI-1452b se encuentra en la zona habitable de su estrella, la región alrededor de la estrella donde las temperaturas son adecuadas para el agua líquida. Debido a que las enanas rojas son más pequeñas que el sol y más frías, sus zonas habitables se reducen y están mucho más cerca. Si un planeta en nuestro sistema solar orbitara el sol a la distancia que TOI-1452b orbita alrededor de su estrella, 5,7 millones de millas (9,1 millones de kilómetros), sería asado. Sin embargo, alrededor de su enana roja, TOI-1452b tiene una temperatura agradable y es muy probable que su agua sea líquida.
"TOI-1452b es uno de los mejores candidatos para un planeta oceánico que hemos encontrado hasta la fecha", dijo Cadieux en un comunicado (se abre en una pestaña nueva). "Su radio y masa sugieren una densidad mucho más baja de lo que cabría esperar de un planeta que está compuesto básicamente de metal y roca, como la Tierra".
Su relativa proximidad al sistema solar significa que TOI-1452b ahora se ha unido a un grupo selecto de exoplanetas templados que están lo suficientemente cerca para que JWST estudie su atmósfera y busque signos potenciales de vida, llamados firmas biológicas.
"Tan pronto como podamos, reservaremos tiempo en Webb para observar este mundo extraño y maravilloso", dijo en el comunicado René Doyon, astrónomo de la Universidad de Montreal e investigador principal de uno de los instrumentos de JWST.
El descubrimiento de TOI-1452b se describe en un artículo publicado el 12 de agosto en The Astronomical Journal.
Modificado por orbitaceromendoza
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