El telescopio Webb encontró vapor de agua en un exoplaneta: por qué desconcierta a los astrónomos

El Telescopio James Webb de la NASA se convirtió en un elemento tecnológico clave para la exploración espacial. Y así lo demuestra semana a semana con sus increíbles observaciones y descubrimientos.

Ahora, un grupo de astrónomos que los operan han encontrado indicios de vapor de agua en un exoplaneta rocoso examinado gracias al telescopio espacial, pero hay dudas sobre si eso puede indicar que tiene una atmósfera o proviene de su propia estrella, y determinarlo necesitará más investigaciones.

Utilizando un espectógrafo de infrarrojo cercano (NIRSpec) a bordo del aparato, los expertos de la Agencia Espacial Europea (ESA), que opera el James Webb junto a la NASA estadounidense y a la Agencia Espacial Canadiense (CSA), realizaron el hallazgo, y aclararon que aunque se había observado vapor de agua en exoplanetas gaseosos, no se había detectado ninguna atmósfera en torno a un exoplaneta rocoso, como es GJ 486b, ubicado ubicado a 26 años luz de la Tierra.

Desde su lanzamiento, en diciembre de 2021, el telescopio espacial James Webb ha sorprendido a la comunidad científica con la visión que tiene del vasto universo al estudiar las estrellas y también los planetas más alejados.

El estudio fue encabezado por la astrónoma Sarah Moran, de la Universidad de Arizona en Tucson, que explicó que el exoplaneta rocoso GJ 486 b muestra “desconcertantes indicios de vapor de agua”. Este cuerpo se ubica cerca de una estrella, y tiene una temperatura de 430 grados Celsius. Los investigadores señalan que, si el vapor de agua está asociado con el planeta, es que posee una atmósfera, pese a la altísima temperatura y a la proximidad de su estrella.

“Vemos una señal”, señaló Moran en un comunicado de la NASA, “y es casi seguro que se debe al agua. Pero aún no podemos decir si esa agua es parte de la atmósfera del planeta, lo que significa que tiene una atmósfera, o si solo estamos viendo una firma de agua proveniente de la estrella”.

Si se le compara con el planeta Tierra, el exoplaneta GJ 486 b es un 30% más grande y tres veces más masivo. Es decir, posee una gravedad mayor a la de nuestro planeta. GJ 486 b gira alrededor de una estrella enana roja en poco menos de 1.5 días terrestres, con un lado de día permanente y un lado de noche perpetua. Los modelos informáticos elaborados a partir de los datos del espectógrafo de infrarrojo NIRSpec muestran que la señal podría proceder de una atmósfera rica en agua, pero también de manchas estelares de la estrella roja en torno a la que realiza una órbita cada dos días terrestres.

Para determinar cuál de las dos hipótesis es la cierta, habrá que realizar observaciones adicionales con otros instrumentos del telescopio espacial que delimiten el origen de la señal de agua. Su estrella es lo suficientemente fría como para que pueda haber vapor de agua en su fotosfera cuya señal imitara a la de una atmósfera planetaria, que si existiera realmente, tendría que reponerse constantemente gracias a los volcanes que expulsan vapor del interior del planeta. Además, en ese caso harían falta observaciones adicionales para estimar la cantidad de agua.

En las futuras investigaciones, se va a utilizar el instrumento de infrarrojo medio (MIRI) del James Webb para observar el lado diurno. Según la ESA, si el planeta no tiene atmósfera o ésta es muy final, la parte más caliente del lado diurno se situará directamente bajo la estrella. Sin embargo, si ese punto más caliente estuviera desplazado, eso indicaría la existencia de una atmósfera capaz de hacer circular el calor. En último término, será necesario recurrir a otro espectógrafo del telescopio espacial de ondas infrarrojas más cortas, el Near Infrared Imager and Slitless Spectograph (NIRISS) para diferenciar entre las dos hipótesis de la atmósfera del planeta o la mancha estelar.

Ryan MacDonald, de la Universidad de Michigan en Ann Arbor, precisó: “No observamos evidencia de que el planeta cruzara ninguna mancha estelar durante los tránsitos. Pero eso no significa que no hay manchas en otras partes de la estrella. Ese es exactamente el escenario físico que imprimiría esta señal de agua en los datos y podría terminar pareciéndose a una atmósfera planetaria”.

Los científicos esperan ahondar aún más en GJ 486 b utilizando el instrumento de infrarrojo medio (MIRI) del Telescopio James Webb, con el fin de observar el lado diurno del exoplaneta. “Si el planeta no tiene atmósfera - indica el comunicado de la NASA- o solo una atmósfera delgada, se espera que la parte más caliente del lado diurno esté directamente debajo de la estrella. Sin embargo, si se desplaza el punto más caliente, eso indicaría una atmósfera que puede hacer circular el calor”.

Cómo es el exoplaneta GJ 486 b

-El exoplaneta GJ 486 b es aproximadamente un 30% más grande que la Tierra y tres veces más masivo, lo que significa que es un mundo rocoso con una gravedad más fuerte que la Tierra.

-Gira alrededor de una estrella enana roja en poco menos de 1,5 días terrestres.

-Se espera que esté bloqueado por mareas, con un lado de día permanente y un lado de noche permanente.

-GJ 486 b transita su estrella, cruzando por delante de ella desde nuestro punto de vista.

- Si tiene una atmósfera, entonces, cuando transite, la luz de las estrellas se filtraría a través de esos gases, imprimiendo huellas dactilares en la luz que permiten a los astrónomos decodificar su composición a través de una técnica llamada espectroscopia de transmisión.

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