Webb descubre la huella química más completa de un exoplaneta

El protagonista es un Saturno caliente, WASP-39b, un mundo situado a unos 700 años luz de distancia de la Tierra.

 

Las impresionantes imágenes del universo captadas por el telescopio espacial James Webb de la NASA, ESA y CSA vienen acompañados en esta ocasión por la huella química completa de la atmósfera de un exoplaneta, WASP-39b. Se trata del análisis más detallado de la atmósfera de un exoplaneta hasta la fecha y ha sido explorado en diversos estudios publicados en la revista Nature.

 


¿Cuál es la primicia?

Los astrónomos usaron WASP-39b para probar las capacidades del telescopio, y este usó sus capacidades infrarrojas para recoger huellas dactilares químicas de colores que no se pueden detectar en la luz visible.


WASP-39b es un exoplaneta Saturno caliente que orbita una estrella a unos 700 años luz de distancia y el nuevo análisis de su huella química revela un menú completo de átomos, moléculas e incluso signos de química activa y nubes. Concretamente, los instrumentos del Webb han detectado monóxido y dióxido de carbono, agua, sodio y potasio en la capa gaseosa de WASP-39 b y quizá lo que más llama la atención: también dióxido de azufre, una molécula que se produce por reacciones fotoquímicas inducidas por la energética luz de la estrella madre (como pasa aquí en la Tierra con la capa de ozono).

"Observamos el exoplaneta con múltiples instrumentos que, juntos, proporcionan una amplia franja del espectro infrarrojo y una panoplia de huellas dactilares químicas inaccesibles hasta [esta misión]. Datos como estos son un cambio de juego", explica Natalie Batalha, astrónoma de la Universidad de California, Santa Cruz y coautora de uno de los trabajos.

webb-huella-quimica
NASA / ESA / CSA / Webb / J. Olmsted, STScI

Rastreando planetas

Para descubrir los secretos del exoplaneta, JWST rastreó el planeta mientras pasaba frente a su estrella, permitiendo que parte de su luz se filtrara a través de su atmósfera. WASP-39b (que tiene aproximadamente la misma masa que Saturno pero es un 50% más grande, algo así como una versión hinchada de Saturno), orbita su estrella anfitriona ocho veces más cerca que Mercurio de nuestro Sol, para ponernos en contexto. Tarda apenas 4,1 días en realizar una órbita.

“Estas primeras observaciones son un presagio de la ciencia más sorprendente que vendrá con JWST. Pusimos el telescopio a prueba para probar el rendimiento, y fue casi perfecto, incluso mejor de lo que esperábamos”, dijo en un comunicado Laura Kreidberg, directora del Instituto de Astronomía Max Planck y coautora de otro de los estudios.

"Diferentes tipos de sustancias químicas en la atmósfera absorben diferentes colores del espectro de luz de las estrellas, por lo que los colores que faltan les dicen a los astrónomos qué moléculas están presentes", expuso la NASA.

Entre los hallazgos, la primera detección en la atmósfera de un exoplaneta de dióxido de azufre (SO2). La composición química de la atmósfera de este planeta también ha permitido a los investigadores averiguar algo sobre el pasado del planeta. Y es que contar con una lista tan completa de ingredientes químicos en la atmósfera de un exoplaneta también les da a los científicos una idea de la abundancia de diferentes elementos entre sí, como las proporciones de carbono a oxígeno o de potasio a oxígeno.

webb-quimica2
NASA / ESA / CSA / Webb / J. Olmsted, STScI

De hecho, al observar la proporción relativa de carbono a oxígeno, potasio a oxígeno y azufre a hidrógeno, el equipo cree que el planeta WASP-39 b se formó debido a la acumulación de cuerpos más pequeños. Su inventario químico sugiere una historia de aplastamientos y fusiones de cuerpos más pequeños llamados planetesimales para crear un eventual planeta gigante.

“La abundancia de azufre en relación con el hidrógeno indicó que el planeta presumiblemente experimentó una acumulación significativa de planetesimales que pueden llevar estos ingredientes a la atmósfera”, dijo Kazumasa Ohno, astrónomo de la Universidad de California, Santa Cruz. “Los datos también indican que el oxígeno es mucho más abundante que el carbono en la atmósfera. Esto indica potencialmente que WASP-39b se formó originalmente lejos de la estrella central”.

Webb está alzándose como una herramienta clave en la búsqueda de vida extraterrestre tras este importante hallazgo con detalles nunca antes vistos de otro mundo. Esta es la mejor comprensión de una atmósfera para un mundo más allá del sistema solar que los científicos han logrado.

Referencia: Z. Rustamkulov et al. 2022. Early Release Science of the exoplanet WASP-39b with JWST NIRSpec PRISM. Nature, in press; arXiv: 2211.10487

Lili Alderson et al. 2022. Early Release Science of the Exoplanet WASP-39b with JWST NIRSpec G395H. Nature, in press; arXiv: 2211.10488

Eva-Maria Ahrer et al. 2022. Early Release Science of the exoplanet WASP-39b with JWST NIRCam. Nature, in press; arXiv: 2211.10489

Shang-Min Tsai et al. 2022. Direct Evidence of Photochemistry in an Exoplanet Atmosphere. Nature, in press; arXiv: 2211.10490

Adina D. Feinstein et al. 2022. Early Release Science of the exoplanet WASP-39b with JWST NIRISS. Nature, in press; arXiv: 2211.10493

Sarah Romero

Sarah Romero

Fagocito ciencia ficción en todas sus formas. Fan incondicional de Daneel Olivaw y, cuando puedo, terraformo el planeta rojo o cazo cylons. Hasta que viva en Marte puedes localizarme en Twitter: sarahromero_ y en ladymoon@gmail.com

Continúa leyendo