Revolución espacial: el Telescopio James Webb identificó una supertierra con atmósfera fuera de nuestro sistema solar

La exploración de sistemas planetarios fuera del sistema solar ha mostrado resultados increíbles sobre la composición de otros mundos. En 2004, a partir de un estudio de velocidad radial de la estrella Copérnico, similar al Sol, en la constelación de Cáncer, se descubrió a 55 Cancri e. Este planeta rocoso se encuentra a 41 años luz de la Tierra, y las investigaciones recientes utilizando el telescopio espacial James Webb (JWST) develaron la posible naturaleza de su composición.

Un equipo de científicos liderados por Renyu Hu, del Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) de la NASA, publicó un estudio en Nature en el cual muestran evidencia sobre la existencia de una posible atmósfera secundaria en 55 Cancri e. “Esta es la mejor evidencia hasta la fecha de una atmósfera de planeta rocoso fuera de nuestro sistema solar”, explican desde la Universidad de Berna en un comunicado de prensa.

El coautor de la investigación, profesor de Astrofísica en la Universidad de Berna y miembro del Centro Nacional de Competencia en Investigación (NCCR) PlanetS, Brice-Olivier Demory, declaró: “55 Cancri e es uno de los exoplanetas más enigmáticos. A pesar de la enorme cantidad de tiempo de observación obtenido con una docena de instalaciones terrestres y espaciales en la última década, su propia naturaleza ha permanecido esquiva, hasta hoy, cuando las piezas del rompecabezas finalmente pudieron unirse gracias al Telescopio Espacial James Webb (JWST)”.

Se lo denominó como “supertierra” debido a su tamaño mayor al de la Tierra, similar al de Neptuno, y su composición parecida a los planetas rocosos del sistema solar. Su masa es de 8.08 Tierras y se encuentra orbitando una estrella semejante al Sol en tamaño y brillo.

Sin embargo, su temperatura difiere diametralmente de la terrestre. Debido a su cercanía al astro Copérnico, que es mayor a la de Mercurio con el Sol, tarda tan solo 18 horas en completar una órbita y es extremadamente caliente. Estos datos dan a entender que es posible que toda su superficie sea un océano de magma, en vez de estar compuesta por roca sólida.

Su recorrido tan cercano a la estrella le aportó a los científicos la información necesaria para llegar a la conclusión de que no gira sobre sí mismo, sino que uno de sus lados está sumido en una oscuridad permanente, mientras que el otro recibe luz en todo momento. Debido a esto, por más que comparta ciertas características con la Tierra, no es habitable.

Los datos aportados por el JWST fueron obtenidos a partir del estudio de la variación en el brillo emitido por el sistema planetario. Desde la Universidad de Berna explicaron el proceso mediante el cual lograron conseguir las evidencias de una posible atmósfera en el planeta extrasolar: “El equipo utilizó la NIRCam (cámara de infrarrojo cercano) y el MIRI (instrumento de infrarrojo medio) del JWST para medir la luz infrarroja que se origina en el planeta”.

Compararon los valores de brillo según la posición de 55 Cancri e con respecto a Copérnico. Le restaron el total de la luz estelar, cuando el planeta se encontraba detrás de la estrella, a los resultados obtenidos cuando el planeta se encontraba posicionado justo a su lado. Así pudieron medir “la cantidad de luz infrarroja proveniente del lado diurno del planeta en múltiples longitudes de onda simultáneamente”, que les permitió a los científicos teorizar sobre su temperatura.

Inicialmente, suponían que la superficie del planeta en el lado diurno debía estar alrededor de los 2200 °C, pero los resultados mostraron que es significativamente más frío de lo que pensaban con una estimación de 1500 °C. “Esta es una indicación muy fuerte de que la energía se está distribuyendo desde el lado diurno hacia el lado nocturno, muy probablemente por una atmósfera rica en volátiles”, manifestó Hu. La supuesta atmósfera estaría absorbiendo parte de la radiación infrarroja proveniente del océano de magma, lo que le impide ser captada por el JWST y debido a esto es que aparenta tener una temperatura menor.

El término “atmósfera secundaria” se refiere a un tipo de atmósfera que no se creó por una acumulación de capas durante las fases iniciales de la formación del planeta (atmósfera primaria), sino que es producto de actividad volcánica.

Esto sucede en 55 Cancri e, ya que la cercanía a su estrella hubiera destruido a cualquier atmósfera primaria debido a las altas temperaturas y radiación. Los científicos suponen que los gases presentes en el gran océano de magma que lo recubre “reponen continuamente” a la atmósfera secundaria del planeta. En el estudio se explica que “las mediciones descartan el escenario en el que el planeta sea un mundo de lava envuelto por una tenue atmósfera hecha de roca vaporizada, e indican una atmósfera volátil de buena fe, probablemente rica en CO₂ o CO”.

Estos resultados demuestran la gran capacidad que tiene el JWST para detectar y procesar información sobre planetas extrasolares, con la esperanza de hallar alguno habitable en el futuro. Además, cabe destacar que nunca antes se habían detectado evidencias tan prometedoras de la existencia de una atmósfera en un planeta por fuera del sistema solar, y mucho menos en “un planeta rocoso caliente y altamente irradiado”, como declararon desde la Universidad de Berna.

Más allá de que 55 Cancri e no se considera que pudiese albergar vida, estudiar su composición atmosférica podría ampliar el conocimiento sobre la manera en la que funcionan los planetas rocosos, y develar de qué manera logran mantener una atmósfera rica en gases necesaria para el desarrollo de la vida como la conocemos.