El Telescopio Espacial James Webb (JWST) volvió a recordar a los astrónomos que el Universo tiene algunos trucos bajo la manga. El último tema de interés es WASP-107b, que reescribe el libro de reglas sobre lo que los astrónomos creían saber sobre los exoplanetas. Gracias al Instrumento de Infrarrojo Medio (MIRI) a bordo del JWST, un equipo de astrónomos europeos de la Universidad Católica de Lovaina en Bélgica (KU Leuven) se ha sumergido profundamente en la atmósfera de este exoplaneta y los hallazgos son intrigantes. En WASP-107b literalmente llueve arena.
WASP-107b es un exoplaneta cálido con la masa de Neptuno y el radio de Júpiter. Esto lo hace “esponjoso” en comparación con los planetas gaseosos gigantes de nuestro Sistema Solar. Esta relación inusual entre tamaño y masa ha brindado a los astrónomos una oportunidad única de sondear su atmósfera aproximadamente 50 veces más profundamente que planetas más densos como Júpiter. La atmósfera extendida del planeta se ha convertido en un punto central de la investigación astrofísica debido al sorprendente descubrimiento de lo que puede compararse con la lluvia de arena de su atmósfera.
A diferencia de la atmósfera terrestre, donde el agua se congela a bajas temperaturas, las partículas de silicato pueden congelarse para formar nubes en planetas gaseosos que alcanzan temperaturas abrasadoras de 1.000°C. WASP-107b, sin embargo, lo hace con una temperatura de la atmósfera exterior de sólo la mitad de esa temperatura. Curiosamente, las nubes de arena en realidad pueden llover en forma de… bueno… arena. Esto hace que los astrónomos sientan curiosidad por saber cómo se forman y persisten estas nubes de arena a elevaciones tan altas.
“El hecho de que veamos estas nubes de arena en lo alto de la atmósfera debe significar que las gotas de lluvia de arena se evaporan en capas más profundas y muy calientes y el vapor de silicato resultante se mueve eficientemente hacia arriba, donde se recondensan para formar nubes de silicato una vez más”. dijo el autor principal Michiel Min. “Esto es muy similar al ciclo del vapor de agua y las nubes en nuestra propia Tierra, pero con gotas hechas de arena”.
Las nubes de silicato a gran altura en una parte relativamente fría de la atmósfera ponen en duda creencias arraigadas sobre la formación de nubes en las atmósferas planetarias. Indica procesos atmosféricos dinámicos influenciados por la gravedad, la irradiación ultravioleta y la metalicidad. El estudio, publicado en Nature, revela la presencia de nubes de vapor de agua, dióxido de azufre (SO2) y silicatos (un componente de la arena), pero, en particular, ningún rastro del gas de efecto invernadero metano.
La falta de metano permite vislumbrar el flujo de energía térmica en la atmósfera del planeta y sugiere un interior potencialmente cálido. Una sorpresa fue el descubrimiento de dióxido de azufre. A pesar de predicciones anteriores en sentido contrario, nuevos modelos climáticos de la atmósfera de WASP-107b revelan que se puede formar dióxido de azufre en virtud de la naturaleza esponjosa del planeta. Debido a la temperatura más baja de la estrella anfitriona, sólo se emite un pequeño porcentaje de fotones de alta energía. Sin embargo, estos fotones pueden penetrar más lejos debido a la atmósfera del planeta. Esto permite las reacciones químicas necesarias para producir SO2.
El descubrimiento de nubes de silicato en la atmósfera de WASP-107b añade una nueva capa a nuestra comprensión del clima exoplanetario. El hallazgo es significativo porque proporciona evidencia directa de la existencia de nubes a gran altitud en un exoplaneta, un fenómeno que ha sido difícil de precisar hasta ahora.
El hallazgo de nubes de silicato proporciona la primera observación directa de este tipo de fenómenos en la atmósfera de un exoplaneta. Estas nubes, formadas por pequeñas partículas de silicato amorfo, sugieren un ciclo de formación que implica condensación y evaporación en diferentes niveles atmosféricos. Este ciclo podría indicar una fuerte mezcla proveniente de una atmósfera interior caliente o del lado cálido e intensamente irradiado del planeta.
“El descubrimiento de nubes de arena, agua y dióxido de azufre en este exoplaneta esponjoso por el instrumento MIRI de JWST es un hito fundamental”, dijo el autor principal Leen Decin. “Remodela nuestra comprensión de la formación y evolución planetaria, arrojando nueva luz sobre nuestro propio Sistema Solar”.
Fuente: ZME Science.
