El Telescopio Espacial James Webb ha encontrado rastros de vapor de agua en la atmósfera de un exoplaneta gigante gaseoso súper caliente que orbita su estrella en menos de un día terrestre.
El exoplaneta en cuestión, WASP-18 b, es un gigante gaseoso 10 veces más masivo que el planeta más grande del sistema solar, Júpiter. El planeta es bastante extremo, ya que orbita la estrella similar al Sol WASP-18, que se encuentra a unos 400 años luz de la Tierra, a una distancia promedio de solo 3,1 millones de kilómetros. A modo de comparación, el planeta más interno del sistema solar, Mercurio, gira alrededor del sol a una distancia de 63,4 millones de km.
Debido a la proximidad tan cercana a la estrella madre, las temperaturas en la atmósfera de WASP-18 b son tan altas que la mayoría de las moléculas de agua se rompen, dijo la NASA en un comunicado. El hecho de que Webb lograra resolver las firmas del agua residual es un testimonio de los poderes de observación del telescopio.
“El espectro de la atmósfera del planeta muestra claramente múltiples formas de agua pequeñas pero medidas con precisión, presentes a pesar de las temperaturas extremas de casi 2700 grados Celsius”, escribió la NASA en el comunicado. “Hace tanto calor que rompería la mayoría de las moléculas de agua, por lo que seguir viendo su presencia habla de la extraordinaria sensibilidad de Webb para detectar el agua restante”.
WASP-18 b, descubierto en 2008, ha sido estudiado por otros telescopios, incluido el telescopio espacial Hubble , el telescopio espacial de rayos X Chandra de la NASA , el cazador de exoplanetas TESS y el ahora retirado telescopio espacial infrarrojo Spitzer. Sin embargo, ninguno de estos telescopios espaciales fue lo suficientemente sensible para ver las huellas de agua en la atmósfera del planeta.
“Debido a que las características del agua en este espectro son tan sutiles, fueron difíciles de identificar en observaciones anteriores”, dijo en el comunicado Anjali Piette, becaria postdoctoral en la Carnegie Institution for Science y una de las autoras de la nueva investigación. “Eso hizo que fuera realmente emocionante ver finalmente las características del agua con estas observaciones del JWST”.
Además de ser tan masivo, caliente y cercano a su estrella madre, WASP-18 b también está bloqueado por mareas. Eso significa que un lado del planeta mira constantemente hacia la estrella, al igual que el lado cercano de la luna siempre mira hacia la Tierra. Como resultado de este bloqueo de las mareas, existen diferencias considerables de temperatura en la superficie del planeta. Las mediciones de Webb, por primera vez, permitieron a los científicos mapear estas diferencias en detalle.
Las mediciones encontraron que las partes más intensamente iluminadas del planeta pueden estar hasta 1100 grados C más calientes que aquellas en la zona crepuscular. Los científicos no esperaban diferencias de temperatura tan significativas y ahora piensan que debe haber algún mecanismo aún no comprendido en acción que evita la distribución de calor alrededor del globo del planeta.
“El mapa de brillo de WASP-18 b muestra una falta de vientos este-oeste que se corresponde mejor con modelos con resistencia atmosférica”, dijo en el comunicado el coautor Ryan Challener, de la Universidad de Michigan. “Una posible explicación es que este planeta tiene un fuerte campo magnético, ¡lo cual sería un descubrimiento emocionante!”
Para crear el mapa de temperatura, los investigadores calcularon el brillo infrarrojo del planeta midiendo la diferencia en el brillo de la estrella madre durante el tiempo que el planeta transitó frente al disco de la estrella y luego cuando desapareció detrás de él.
“JWST nos está dando la sensibilidad para hacer mapas mucho más detallados de planetas gigantes calientes como WASP-18 b que nunca antes”, dijo Megan Mansfield, becaria de Sagan en la Universidad de Arizona y una de las autoras del artículo que describe los resultados. “Esta es la primera vez que se mapea un planeta con JWST, y es realmente emocionante ver que algo de lo que predijeron nuestros modelos, como una fuerte caída de la temperatura desde el punto del planeta que mira directamente a la estrella, se ve realmente en los datos”, concluyó la especialista.
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