Descubren el primer ‘Júpiter caliente’ que expulsa metales pesados en forma de gas

Científicos han descubierto que la atmósfera del exoplaneta WASP-121b, descubierto en 2015, es tan caliente que los metales pesados como el hierro y el magnesio se vaporizan y escapan de la atracción gravitacional del planeta. El hallazgo, publicado en ‘The Astronomical Journal’, ha sido posible gracias a nuevas observaciones realizadas con el Telescopio Espacial Hubble de la NASA.

Se trata de la primera evidencia conocida de gas de metales pesados que salen de un ‘Júpiter caliente’, término con que se denomina a los exoplanetas gaseosos grandes que orbitan muy cerca de sus estrellas anfitrionas.

“Este planeta es un prototipo de ‘Júpiter ultracaliente’. Estos planetas están tan fuertemente irradiados por sus estrellas anfitrionas que son casi como las estrellas mismas”, afirma el profesor de astronomía Drake Deming, de la Universidad de Maryland, coautor del estudio.

Según indica, el planeta está siendo evaporado por su estrella anfitriona hasta el punto de que se pueden ver átomos de metal escapando de la atmósfera superior donde pueden interactuar con el campo magnético del planeta. “Esto presenta una oportunidad para observar y comprender una física muy interesante”, asegura.

Normalmente, los ‘Júpiter calientes’ son lo suficientemente fríos como para condensar elementos más pesados como el magnesio y el hierro en nubes que permanecen en la atmósfera del planeta. Pero ese no es el caso de ‘WASP-121b’, que está orbitando tan cerca de su estrella anfitriona que la atmósfera superior del planeta alcanza una llamativa temperatura de 4.600 grados Fahrenheit (más de 2.537ºC). El planeta está tan cerca, de hecho, que está siendo destrozado por la gravedad de la estrella, lo que le da al planeta una forma oblicua en forma de balón de fútbol americano.

“Se han visto metales pesados en otros ‘Júpiter calientes’ antes, pero solo en la atmósfera inferior”, recuerda el investigador principal David Sing, de la Universidad Johns Hopkins. “Con WASP-121b, vemos que el magnesio y el gas de hierro están tan lejos del planeta que no están unidos gravitacionalmente –explica–. Los metales pesados escapan, en parte, porque el planeta es tan grande y está tan hinchado que su gravedad es relativamente débil. Se trata de un planeta que está siendo activamente despojado de su atmósfera”.

Los investigadores utilizaron el espectrógrafo de imágenes del telescopio espacial Hubble para buscar firmas de magnesio y hierro con luz ultravioleta. Estas firmas se pueden observar en la luz estelar que se filtra a través de la atmósfera de ‘WASP-121b’, a medida que el planeta pasa frente a su estrella anfitriona.

Objetivo perfecto del telescopio James Webb

Las observaciones de ‘WASP-121b’ se suman a la historia en desarrollo de cómo los planetas pierden sus atmósferas primordiales. Cuando se forman los planetas, reúnen una atmósfera hecha de gas del disco que da lugar tanto al planeta como a su estrella anfitriona. Estas atmósferas jóvenes consisten principalmente en hidrógeno y helio, los elementos más abundantes en el universo. A medida que el planeta se acerca a su estrella, gran parte de esta atmósfera primitiva se quema y escapa al espacio.

“Los ‘Júpiter calientes’ están hechos principalmente de hidrógeno, y el Hubble es muy sensible al hidrógeno, por lo que sabemos que estos planetas pueden perder el gas con relativa facilidad”, dice Sing. “Pero en el caso de WASP-121b, el gas de hidrógeno y helio está saliendo, casi como un río, y está arrastrando estos metales con ellos. Es un mecanismo muy eficiente para la pérdida de masa”, añade.

Según los investigadores, ‘WASP-121b’ será un objetivo perfecto para el telescopio espacial James Webb de la NASA, programado para su lanzamiento en 2021. Este telescopio permitirá a los investigadores buscar agua y dióxido de carbono, que pueden detectarse en longitudes de onda más largas y rojas de luz infrarroja.

La combinación de observaciones del Hubble y el Webb debería dar a los astrónomos un inventario más completo de los elementos químicos que componen la atmósfera del planeta.

“Los ‘Júpiter calientes’ tan cerca de su estrella anfitriona son muy raros. Los que están así de calientes son aún más raros aún. Aunque son raros, realmente se destacan una vez que los has encontrado”, agrega Deming, que espera “aprender aún más sobre este extraño planeta”.

Fuente: EP

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