El telescopio espacial James Webb podría haber descubierto una atmósfera secundaria en un exoplaneta rocoso

Un exoplaneta similar a la Tierra podría tener una atmósfera compuesto por moléculas de carbono.

El telescopio espacial James Webb podría haber descubierto una atmósfera secundaria en un exoplaneta rocoso
El planeta 55 Cancri e (impresión artística) orbita muy cerca de su estrella. Créditos: Mark Garlick/Biblioteca de fotografías científicas.

Un equipo internacional de astrónomos sugiere que un planeta situado a 41 años luz de nosotros tiene una atmósfera rica en monóxido (CO) o dióxido de carbono (CO2), una atmósfera volátil que se habría formado gracias al océano de magma presente en la superficie del exoplaneta cuando su primera atmósfera desapareció debido a la alta radiación de su estrella.

El planeta, llamado 55 Cancri e, es un planeta rocoso similar a la tierra, pero casi dos veces más grande y con una masa 8 veces mayor a la de nuestro mundo. Tiene una órbita muy cercana a su estrella (el 55 Cancri), a una distancia de 0,015 la distancia que separa la Tierra del Sol o Unidad Astronómica (Mercurio, por ejemplo, está situado a 0,39 unidades astronómicas).

Esa órbita hace que el planeta sea muy caliente, lo que en teoría dificultaría la presencia de una atmósfera normal. Pero estudios anteriores descubrieron presencia de hidrógeno y helio sugiriendo que de alguna forma el planeta había logrado retener su atmósfera primordial.

Para llegar al meollo del asunto, en el nuevo estudio los científicos utilizaron cámaras de infrarrojo cercano y medio del telescopio espacial James Webb para medir la energía térmica del planeta.

Fig. 2. 55 Cancri e es un poco más grande que la Tierra, pero mucho más pequeño que los planetas gigantes del Sistema Solar, como Neptuno. Créditos: NASA, ESA, CSA, Dani Player (STScI).

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Así, han descubierto que las temperaturas en la parte que da cara a su estrella son menores (1 523° C) de lo esperado (2238° C), lo que sugiere que la energía se distribuye de alguna forma a ambos lados del planeta, desde el lado diurno (el más caliente) hasta el lado nocturno (el lado más frío), lo que sería posible solo con una atmósfera rica en elementos volátiles, dicen los autores.

Con estos datos, el equipo modeló cerca de 3 500 escenarios posibles con distintas moléculas que estarían presentes en 55 Cancri e para determinar cuáles se ajustan más a los resultados.

El telescopio espacial James Webb podría haber descubierto una atmósfera secundaria en un exoplaneta rocoso
Fig. 3. Un espectro de emisión térmica capturado por la NIRCam (cámara de infrarrojo cercano) de JWST en noviembre de 2022 y MIRI (instrumento de infrarrojo medio) en marzo de 2023, muestra el brillo (eje y) de diferentes longitudes de onda de luz infrarroja (eje x) emitida por el Exoplaneta súper-Tierra 55 Cancri e. El espectro muestra que el planeta puede estar rodeado por una atmósfera rica en dióxido de carbono o monóxido de carbono y otros volátiles, no solo roca vaporizada. Créditos: NASA / ESA / CSA / Ralf Crawford (STScI).

«Estas observaciones, —dice el paper—, no favorecen una atmósfera primordial dominada por hidrógeno o helio». Y descarta un planeta hecho de lava con una atmósfera de roca vaporizada, como se había sugerido. En cambio, es más probable una atmósfera volátil rica en monóxido o dióxido de carbono.

Los científicos sugieren que la atmósfera primaria desapareció hace mucho tiempo por la radiación de su estrella. Luego, el océano de magma de la superficie habría liberado distintos elementos volátiles formando una atmósfera secundaria que se repone continuamente, convirtiendo a 55 Cancri e en el primer exoplaneta rocoso, y con una órbita muy cercana a su estrella, con un atmósfera de este tipo descubierto hasta la fecha.

Los resultados también indican que el telescopio espacial James Webb es capaz de “mirar” sí existe una atmósfera o no en planetas muy calientes.


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