¿Adiós al misterio del exoplaneta “pochoclo”? Las revelaciones del Telescopio Espacial James Webb

El exoplaneta WASP-107b ha sido un objeto de intriga para los astrónomos desde su descubrimiento. Con una masa menor a una décima parte de la de Júpiter, pero con un tamaño casi equivalente, este gigante gaseoso ha desconcertado a los investigadores por su naturaleza inflada y esponjosa.

Descubierto en 2017 por un equipo dirigido por DR Anderson a través del telescopio WASP-South, a lo largo de los años se ha ganado el apodo de “planeta pochoclo o de las palomitas de maíz” debido a su baja densidad y apariencia hinchada, como si hubiera “explotado” bajo su propio calor.

Sin embargo, gracias a los últimos avances proporcionados por el telescopio espacial James Webb (JWST), la comunidad científica ha podido obtener nuevos detalles sobre la estructura y atmósfera de este exoplaneta, revelando datos cruciales sobre su formación y dinámica interna.

WASP-107b orbita una estrella a una distancia de solo 8 millones de kilómetros, una séptima parte de la distancia que separa a Mercurio del Sol. A pesar de su proximidad a la estrella, el exoplaneta no recibe la suficiente energía para justificar su estado inflado, lo que ha sido una fuente constante de preguntas para los astrónomos.

Luis Welbanks, científico de la Universidad Estatal de Arizona, explicó que anteriormente se creía que WASP-107b tenía un núcleo extremadamente pequeño rodeado por una enorme masa de gas. Sin embargo, los nuevos datos del JWST han llevado a los científicos a reconsiderar esa hipótesis.

Una de las claves del misterio de WASP-107b es su densidad extremadamente baja, una característica que lo hace significativamente diferente de otros gigantes gaseosos conocidos. Con más de tres cuartas partes del volumen de Júpiter, pero con menos de una décima parte de su masa, este planeta ha resultado difícil de explicar bajo los modelos tradicionales de formación planetaria.

Según Welbanks, los investigadores inicialmente asumieron que el pequeño núcleo rocoso de WASP-107b absorbió una gran cantidad de hidrógeno y helio, lo que habría inflado su atmósfera de manera descomunal. Sin embargo, esta explicación no parecía suficiente para justificar su tamaño.

“Basándonos en su radio, masa, edad y temperatura interna supuesta, pensamos que WASP-107 b tenía un núcleo rocoso muy pequeño rodeado por una enorme masa de hidrógeno y helio. Pero era difícil entender cómo un núcleo tan pequeño podía absorber tanto gas y luego no llegar a crecer hasta convertirse en un planeta con la masa de Júpiter”, explicó Welbanks, autor principal de un artículo publicado en Nature.

El JWST, con su capacidad sin precedentes para analizar la luz que pasa a través de las atmósferas exoplanetarias, ha permitido a los científicos obtener una visión mucho más detallada de WASP-107b.

A través de la técnica de espectroscopia de transmisión, los investigadores han podido medir la abundancia de diversas moléculas en la atmósfera del exoplaneta, como el vapor de agua, el dióxido de carbono, el dióxido de azufre, y el monóxido de carbono. Estos datos, combinados con observaciones previas del telescopio Hubble, han revelado una sorprendente falta de metano (CH4) en su atmósfera, lo que indica que su núcleo es mucho más masivo y su interior significativamente más caliente de lo que se pensaba.

Según David Sing, de la Universidad Johns Hopkins, la casi total ausencia de metano en la atmósfera de WASP-107b es una señal clara de que el gas caliente de las profundidades del planeta se está mezclando con las capas más frías situadas más arriba. Este fenómeno también sugiere que el interior del exoplaneta está a temperaturas mucho más elevadas de lo que indicaban las estimaciones iniciales. Dado que el metano es inestable a altas temperaturas, su ausencia podría explicar por qué WASP-107b ha mantenido su hinchazón.

“WASP-107 b es un objetivo muy interesante para Webb porque es significativamente más frío y tiene una masa más parecida a la de Neptuno que muchos de los otros planetas de baja densidad, los Júpiter calientes, que hemos estado estudiando”, aseguró Sing.

Los estudios recientes han revelado que el núcleo de WASP-107b es al menos el doble de masivo de lo que se había estimado en un principio. Esto tiene importantes implicaciones para nuestra comprensión de la formación de planetas gigantes gaseosos.

Al parecer, en lugar de haber nacido con un núcleo muy pequeño y haber absorbido una gran cantidad de gas durante su formación, WASP-107b podría haber comenzado con una estructura más similar a la de Neptuno, con una mayor proporción de material rocoso. Posteriormente, el calentamiento interno del planeta y otros factores, como el calentamiento por mareas, habrían permitido que su atmósfera se mantuviera inflada.

El calentamiento por mareas, causado por la órbita elíptica de WASP-107b alrededor de su estrella, es una de las principales explicaciones de por qué el planeta se encuentra en su estado actual. Dado que su distancia a la estrella cambia a lo largo de su órbita de 5,7 días, también lo hace la atracción gravitacional, estirando el planeta y generando una fuente de calor interna. Este proceso habría contribuido a mantener el estado inflado del planeta, que de otro modo se habría contraído con el tiempo al enfriarse.

Otro de los hallazgos clave proporcionados por el JWST es la identificación de una asimetría en la atmósfera de WASP-107b. Las observaciones han revelado diferencias significativas entre los lados este y oeste del planeta, algo que no se esperaba en un exoplaneta como este.

Según el profesor asociado de la Universidad Estatal de Arizona, Michael Line, esta asimetría podría deberse a que uno de los lados de WASP-107b está más nublado que el otro, o a la forma en que se transporta el calor a través de su atmósfera. “Es como si un lado del planeta se estuviera cocinando más rápido que el otro”, explicó Line.

WASP-107b está bloqueado por mareas, lo que significa que siempre tiene un lado orientado hacia su estrella, en constante luz diurna, mientras que el otro lado permanece en la oscuridad perpetua. Esta situación, combinada con la baja gravedad del planeta y su estado inflado, crea un ambiente ideal para estudiar los complejos procesos atmosféricos que tienen lugar en los exoplanetas gigantes gaseosos.

Los descubrimientos recientes sobre WASP-107b no solo han ayudado a desentrañar los misterios de este exoplaneta en particular, sino que también han arrojado luz sobre la dinámica interna de otros exoplanetas de baja densidad.

Los datos del JWST podrían ser claves para entender por qué muchos planetas inflados presentan características similares a las de WASP-107b. Como señala Luis Welbanks, “gracias a estas observaciones, estamos comenzando a responder preguntas que antes no podíamos resolver con las técnicas tradicionales de observación”.

A medida que los investigadores continúan analizando los datos obtenidos por el JWST, planean realizar observaciones adicionales para comprender mejor qué impulsa la asimetría atmosférica de WASP-107b y cómo se distribuye el calor en su interior. Los estudios en curso ayudarán a los astrónomos a desvelar cómo los exoplanetas inflados mantienen su estructura, y cómo factores como el calor, los vientos y la química atmosférica interactúan para crear las condiciones únicas observadas en WASP-107b.

Gracias a los avances del telescopio James Webb, WASP-107b ya no es el enigma que una vez fue. Aunque su estado inflado y su baja densidad siguen siendo sorprendentes, ahora se entiende que su núcleo es mucho más masivo de lo que se pensaba, y que el calentamiento por mareas y la mezcla de gases en su atmósfera son factores clave para explicar su naturaleza única. Lo que una vez se percibió como un planeta con características extrañas, hoy comienza a tener más sentido bajo la lupa de la ciencia avanzada.

El “planeta de las palomitas de maíz” ha revelado una nueva faceta, y los estudios futuros prometen seguir desentrañando los secretos de los exoplanetas más exóticos del universo.