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James Webb ve exoplaneta con nubes arenosas en su atmósfera

Una de las cosas más emocionantes del Telescopio Espacial James Webb es que no solo puede detectar exoplanetas, sino que incluso puede mirar dentro de sus atmósferas para ver de qué están compuestos. Comprender las atmósferas de exoplanetas nos ayudará a encontrar mundos potencialmente habitables, pero también revelará algunas rarezas fascinantes, como un hallazgo reciente de un exoplaneta con una atmósfera llena de nubes arenosas y arenosas.

El exoplaneta VHS 1256 b, a unos 40 años luz de distancia, tiene una atmósfera compleja y dinámica que muestra cambios considerables en un día de 22 horas. La atmósfera no solo muestra evidencia de sustancias químicas comúnmente observadas como agua, metano y monóxido de carbono, sino que también parece estar salpicada de nubes formadas por granos de silicato.

Esta ilustración conceptualiza las nubes arremolinadas identificadas por el Telescopio Espacial James Webb en la atmósfera del exoplaneta VHS 1256 b.
Esta ilustración conceptualiza las nubes arremolinadas identificadas por el Telescopio Espacial James Webb en la atmósfera del exoplaneta VHS 1256 b. El planeta está a unos 40 años luz de distancia y orbita dos estrellas que están bloqueadas en su propia rotación apretada. Sus nubes, que están llenas de polvo de silicato, se elevan, mezclan y mueven constantemente durante su día de 22 horas. NASA, ESA, CSA, J. Olmsted (STScI)

Los astrónomos pudieron obtener una excelente vista del planeta porque en lugar de orbitar una estrella como los planetas de nuestro sistema solar, este planeta orbita un par de estrellas y tarda 10.000 años en completar una órbita completa. Eso significa que está lejos de la luz de sus estrellas, por lo que es más fácil para los astrónomos ver la luz reflejada relativamente tenue del planeta.

«VHS 1256 b está aproximadamente cuatro veces más lejos de sus estrellas que Plutón de nuestro Sol, lo que lo convierte en un gran objetivo para Webb», dijo la líder del equipo científico Brittany Miles, de la Universidad de Arizona, en un comunicado. «Eso significa que la luz del planeta no se mezcla con la luz de sus estrellas».

Las nubes de arena son inusuales, pero no desconocidas cuando se trata de exoplanetas. En este caso, las nubes arenosas se encuentran en lo alto de la atmósfera del planeta, donde las temperaturas alcanzan los increíbles 1.500 grados Fahrenheit. El planeta también tiene baja gravedad, lo que permite que las nubes de granos más grandes y más pequeños floten alto en la atmósfera.

«Los granos de silicato más finos en su atmósfera pueden ser más como pequeñas partículas en el humo», dijo la coautora Beth Biller de la Universidad de Edimburgo. «Los granos más grandes podrían ser más como partículas de arena muy calientes y muy pequeñas».

Los investigadores dicen que aunque están entusiasmados con sus hallazgos, quieren hacer más investigación para comprender la atmósfera del planeta. «Hemos identificado silicatos, pero una mejor comprensión de qué tamaños y formas de grano coinciden con tipos específicos de nubes requerirá mucho trabajo adicional», dijo Miles. «Esta no es la última palabra en este planeta, es el comienzo de un esfuerzo de modelado a gran escala para adaptarse a los complejos datos de Webb».

La investigación se publica en The Astrophysical Journal Letters.

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Diego Bastarrica
Diego Bastarrica es periodista y docente de la Universidad Diego Portales de Chile. Especialista en redes sociales…
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Cuando las estrellas masivas se quedan sin combustible y llegan al final de sus vidas, su fase final puede ser una explosión masiva llamada supernova. Aunque el brillante destello de luz de estos eventos se desvanece rápidamente, otros efectos son más duraderos. A medida que las ondas de choque de estas explosiones viajan al espacio e interactúan con el polvo y el gas cercanos, pueden esculpir hermosos objetos llamados remanentes de supernova.

Uno de estos remanentes de supernova, Cassiopeia A, o Cas A, fue fotografiado recientemente utilizando el instrumento NIRCam del Telescopio Espacial James Webb. Situada a 11.000 años luz de distancia en la constelación de Casiopea, se cree que es una estrella que explotó hace 340 años (vista desde la Tierra) y ahora es uno de los objetos de radio más brillantes del cielo. Esta imagen muestra la capa de material expulsada por la explosión interactuando con el gas que la estrella masiva emitió en sus últimas fases de vida.
Una nueva imagen de alta definición de la NIRCam (Cámara de Infrarrojo Cercano) del Telescopio Espacial James Webb revela detalles intrincados del remanente de supernova Cassiopeia A (Cas A), y muestra la capa de material en expansión que se estrella contra el gas arrojado por la estrella antes de que explotara. NASA, ESA, CSA, STScI, Danny Milisavljevic (Universidad de Purdue), Ilse De Looze (UGent), Tea Temim (Universidad de Princeton)
"Con la resolución de NIRCam, ahora podemos ver cómo la estrella moribunda se hizo añicos cuando explotó, dejando filamentos similares a pequeños fragmentos de vidrio", dijo el investigador principal Danny Milisavljevic de la Universidad de Purdue en un comunicado. "Es realmente increíble después de todos estos años estudiando Cas A resolver ahora esos detalles, que nos están proporcionando una visión transformadora de cómo explotó esta estrella".

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James Webb capta una espectacular imagen de una estrella recién nacida
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Esta imagen muestra el objeto Herbig-Haro HH 797, que se encuentra cerca del cúmulo estelar IC 348, y también está cerca de otro objeto Herbig-Haro que Webb capturó recientemente: HH 211.
El telescopio espacial James Webb de la NASA, la Agencia Espacial Europea y la Agencia Espacial Canadiense revela intrincados detalles del objeto Herbig Haro 797 (HH 797). Los objetos Herbig-Haro son regiones luminosas que rodean a las estrellas recién nacidas (conocidas como protoestrellas), y se forman cuando los vientos estelares o los chorros de gas que arrojan estas estrellas recién nacidas forman ondas de choque que chocan con el gas y el polvo cercanos a altas velocidades. ESA/Webb, NASA Y CSA, T. Ray (Instituto de Estudios Avanzados de Dublín)
La imagen fue tomada utilizando el instrumento de la Cámara de Infrarrojo Cercano (NIRCam) de Webb, que es particularmente adecuado para investigar estrellas jóvenes, explican los científicos de Webb en un comunicado: "Las imágenes infrarrojas son una forma poderosa de estudiar las estrellas recién nacidas y sus flujos de salida, porque las estrellas más jóvenes todavía están invariablemente incrustadas dentro del gas y el polvo a partir del cual se forman. La emisión infrarroja de los flujos de salida de la estrella penetra en el gas y el polvo que oscurecen, lo que hace que los objetos de Herbig-Haro sean ideales para la observación con los instrumentos infrarrojos sensibles de Webb.

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¿Hay un exoplaneta donde llueve arena?
exoplaneta donde llueve arena wasp 107b

Los exoplanetas vienen en muchas formas, desde planetas densos y rocosos como la Tierra y Marte hasta gigantes gaseosos como Júpiter y Saturno. Pero algunos planetas descubiertos fuera de nuestro sistema solar son incluso menos densos que los gigantes gaseosos y son un tipo conocido informalmente como planetas super-puff o algodón de azúcar. Uno de los exoplanetas menos densos conocidos, WASP-107b, fue investigado recientemente con el Telescopio Espacial James Webb (JWST) y el clima del planeta parece ser tan extraño como su hinchazón.

El planeta es más atmósfera que núcleo, con una atmósfera esponjosa en la que Webb detectó vapor de agua y dióxido de azufre. Lo más extraño de todo es que Webb también vio nubes de arena de silicato, lo que sugiere que lloverá arena entre las capas superior e inferior de la atmósfera. El planeta es casi tan grande como Júpiter, pero tiene una masa diminuta similar a la de Neptuno.
Concepto artístico del exoplaneta WASP-107b y su estrella madre. A pesar de que la estrella anfitriona bastante fría emite una fracción relativamente pequeña de fotones de alta energía, pueden llegar a las profundidades de la atmósfera esponjosa del planeta. Ilustración: Escuela de Artes LUCA, Bélgica/ Klaas Verpoest; Ciencia: Achrène Dyrek (CEA y Université Paris Cité, Francia), Michiel Min (SRON, Países Bajos), Leen Decin (KU Leuven, Bélgica) / Equipo europeo MIRI EXO GTO / ESA / NAS.
"El JWST está revolucionando la caracterización de exoplanetas, proporcionando información sin precedentes a una velocidad notable", dice el autor principal del estudio, Leen Decin de KU Leuven, en un comunicado. "El descubrimiento de nubes de arena, agua y dióxido de azufre en este exoplaneta esponjoso por el instrumento MIRI del JWST es un hito fundamental. Remodela nuestra comprensión de la formación y evolución planetaria, arrojando nueva luz sobre nuestro propio sistema solar".

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