¿Hay un exoplaneta donde llueve arena?

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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Comprender la formación y evolución del planeta es importante porque parece imposible que pudiera haberse formado en su ubicación actual. Se cree que se formó más lejos en el sistema estelar y migró hacia el interior con el tiempo. Eso podría permitir su densidad extremadamente baja. Su órbita cercana a su estrella significa que tiene una temperatura muy alta, con una atmósfera exterior que alcanza los 500 grados centígrados. Pero esas temperaturas normalmente no son lo suficientemente altas como para formar nubes de silicato, que se esperaría que se formaran en capas más bajas donde las temperaturas son más altas.

Los investigadores teorizan que la lluvia de arena se evapora en las capas inferiores y más calientes y el vapor de silicato se mueve hacia arriba en la atmósfera antes de volver a condensarse para formar nubes y caer en forma de lluvia, similar al ciclo del agua en la Tierra.

«No se puede exagerar el valor del JWST: dondequiera que miremos con este telescopio, siempre vemos algo nuevo e inesperado», dijo el investigador Paul Mollière del Instituto Max Planck de Astronomía. Este último resultado no es una excepción».

La investigación se publicará en la revista Nature.

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Diego Bastarrica es periodista y docente de la Universidad Diego Portales de Chile. Especialista en redes sociales…
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"¡Estábamos encantados!", dijo David Grant, investigador de la Universidad de Bristol en el Reino Unido y primer autor de un artículo que se publica hoy en Astrophysical Journal Letters. "Sabíamos por las observaciones del Hubble que debía haber aerosoles (partículas diminutas que forman nubes o neblina) en la atmósfera de WASP-17 b, pero no esperábamos que estuvieran hechos de cuarzo".
Los silicatos (minerales ricos en silicio y oxígeno) constituyen la mayor parte de la Tierra y la Luna, así como otros objetos rocosos de nuestro sistema solar, y son extremadamente comunes en toda la galaxia. Pero los granos de silicato detectados previamente en las atmósferas de exoplanetas y enanas marrones parecen estar hechos de silicatos ricos en magnesio como el olivino y el piroxeno, no solo de cuarzo, que es SiO2 puro.
Con un volumen más de siete veces el de Júpiter y una masa inferior a la mitad de Júpiter, WASP-17 b es uno de los exoplanetas más grandes e hinchados conocidos. Esto, junto con su corto período orbital de solo 3,7 días terrestres, hace que el planeta sea ideal para la espectroscopia de transmisión: una técnica que consiste en medir los efectos de filtrado y dispersión de la atmósfera de un planeta en la luz de las estrellas.

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