Los científicos han creado por primera vez un mapa tridimensional de la atmósfera de un planeta distante. Utilizando datos del Telescopio Espacial James Webb (JWST) y una técnica conocida como mapeo de eclipses, investigadores descubrieron diferentes zonas de temperatura en la atmósfera del exoplaneta WASP-18b, un gigante gaseoso situado a unos 400 años luz de la Tierra. Según un estudio publicado el 28 de octubre en la revista Nature Astronomy, este mismo proceso podría ayudar pronto a los científicos a mapear las variaciones de temperatura y las estructuras de nubes en otros planetas lejanos.
“El mapeo de eclipses nos permite obtener imágenes de exoplanetas que no podemos ver directamente porque sus estrellas anfitrionas son demasiado brillantes”, afirmó en un comunicado Ryan Challener, coautor del estudio e investigador de exoplanetas en la Universidad de Cornell. “Con este telescopio y esta nueva técnica, podemos empezar a comprender los exoplanetas de la misma manera que comprendemos a nuestros vecinos del sistema solar“.
WASP-18b tiene aproximadamente 10 veces la masa de Júpiter y su año dura solo 23 horas. Está acoplado por mareas a su estrella, lo que significa que un lado del planeta siempre está orientado hacia ella, mientras que el otro permanece siempre en la oscuridad.
Cuando un planeta comienza a pasar detrás de su estrella, esta bloquea cada vez más la luz que refleja, hasta que el planeta queda completamente oculto al observarlo desde nuestro sistema solar. El mapeo de eclipses aprovecha este cambio progresivo. Al medir cómo cambia la luz de un planeta a medida que se oculta y se revela, los científicos pueden calcular la temperatura en diferentes regiones y altitudes de su atmósfera.
“Se trata de buscar cambios en pequeñas porciones del planeta a medida que desaparecen y reaparecen a la vista, por lo que resulta extraordinariamente difícil”, dijo Challener.
En el nuevo estudio, los científicos ampliaron un mapa de temperatura bidimensional previo de WASP-18b utilizando diferentes longitudes de onda de luz para crear un mapa tridimensional más detallado de la atmósfera. Por ejemplo, emplearon datos de una longitud de onda absorbida por el agua para cartografiar la atmósfera superior húmeda del exoplaneta. Las longitudes de onda que el agua no absorbía permitieron el paso a altitudes inferiores, lo que posibilitó al JWST observar preferentemente diferentes niveles de la atmósfera del planeta en función de las longitudes de onda que estudiaba.
El equipo descubrió que WASP-18b presenta dos regiones de temperatura distintas en su lado diurno. Posee un punto caliente circular en la zona que mira directamente a la estrella y recibe la mayor cantidad de luz solar. Más allá de este punto, se extiende un anillo más frío hasta el borde visible del planeta. Esto sugiere que los vientos atmosféricos no logran redistribuir completamente el calor de la estrella por todo el planeta.
Los científicos también observaron menos agua en el punto caliente que el promedio del planeta. Esto podría significar que las temperaturas en el punto caliente son lo suficientemente altas como para separar las moléculas de agua en la atmósfera, sugirieron los investigadores.
“Creemos que esto demuestra que el planeta está tan caliente en esta región que está empezando a descomponer el agua”, dijo Challener. “Esto ya se había predicho teóricamente, pero es realmente emocionante verlo con observaciones reales”.
Mediciones adicionales con el JWST podrían aumentar la resolución del mapa atmosférico de WASP-18b y permitir a los científicos estudiar las atmósferas de otros gigantes gaseosos similares.
“Esta nueva técnica será aplicable a muchos otros planetas que podemos observar con el telescopio espacial James Webb“, dijo Challener. “Podremos empezar a comprender los exoplanetas en 3D como una población, lo cual es muy emocionante”.
“Creemos que esto demuestra que el planeta está tan caliente en esta región que está empezando a descomponer el agua”, dijo Challener. “Esto ya se había predicho teóricamente, pero es realmente emocionante verlo con observaciones reales”.
Mediciones adicionales con el JWST podrían aumentar la resolución del mapa atmosférico de WASP-18b y permitir a los científicos estudiar las atmósferas de otros gigantes gaseosos similares.
“Esta nueva técnica será aplicable a muchos otros planetas que podemos observar con el telescopio espacial James Webb“, dijo Challener. “Podremos empezar a comprender los exoplanetas en 3D como una población, lo cual es muy emocionante”.
Fuente: Live Science.
