WASP-121b: una estratosfera infernal

Poco a poco vamos avanzando en la búsqueda de vida en otros planetas. WASP-121b no es un planeta habitable, pero su estratosfera es una de las primeras que hemos podido analizar. Su hallazgo puede allanar el camino hacia encontrar vida en otros lugares de la Vía Láctea…

WASP-121b, un júpiter caliente con una atmósfera extrema

wasp-121b

Concepto artístico de WASP-121b.
Crédito: Engine House VFX, At-Bristol Science Centre, University of Exeter.

He hablado en otras ocasiones de los llamados júpiteres calientes. Se trata de planetas masivos, con un tamaño y masa muy similar al de Júpiter, pero en una órbita mucho más cercana a su estrella. WASP-121b entra directamente en esta familia de exoplanetas. Pero además lo hace en una de las formas más extremas que hemos observado hasta el momento. Es un 20% más masivo que nuestro gigante, pero con el doble de tamaño.

Este planeta gigante tarda tan solo 1,3 días en completar una vuelta alrededor de su estrella. En comparación, Júpiter tarda doce años en completar una órbita alrededor del Sol. A esa distancia tan corta, las temperaturas de WASP-121b son infernales. El planeta llega alcanzar los 2.500 grados Celsius. Suficiente para provocar que algunos metales hiervan. Ahora, un nuevo estudio de la NASA nos proporciona más información sobre su estratosfera.

Una estratosfera es, simplemente, la capa de una atmósfera en la que la temperatura aumenta cuanto mayor es la altitud. Pero claro, WASP-121b está a 900 años-luz de distancia. ¿Cómo es posible que sepamos que tiene una atmósfera así? La respuesta está en las moléculas de agua caliente. Los investigadores observaron cómo reacciona la atmósfera de WASP-121b a ciertas tipos de luz. El agua fría bloquea ciertas longitudes de onda, mientras el agua caliente bloquea otras.

El venerable Hubble al rescate

Júpiter visto por la sonda Cassini.
Crédito: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute – National Aeronautics and Space Administration

Así que con la ayuda del venerable telescopio Hubble, era cuestión de analizar qué se ve en WASP-121b. En diferentes longitudes de onda de luz, el brillo del planeta cambia. Es decir, cuando las moléculas de agua, en las capas altas de la atmósfera, están más calientes que las de las capas inferiores, como en una estratosfera, brillan en las mismas longitudes de onda que serían bloqueadas por el aire frío.

El hallazgo es mucho más interesante de lo que puede parecer. Es la demostración de que las estratosferas cálidas, algo común en las atmósferas del Sistema Solar, también están presentes en las atmósferas de exoplanetas. Así que es posible comparar los procesos de esas atmósferas tan distantes con los que podemos ver en nuestro pequeño vecindario cósmico. Digamos que, en cierto modo, nuestro banco de pruebas está aquí mismo.

WASP-121b es, además, un ejemplo extremo de estratosfera. Especialmente si lo comparamos con las del Sistema Solar. Tiene una temperatura tan elevada, que el hierro está presente… en forma de gas. La estratosfera de la Tierra adquiere calor gracias al ozono, que atrapa la radiación ultravioleta del Sol. En el Sistema Solar exterior también hay estratosferas. Las de Júpiter y TItán reciben el calor, probablemente, gracias al metano. Pero el cambio en temperaturas es normalmente pequeño. Apenas 55ºC. No en el caso de WASP-121b, donde se va a los 560ºC.

Una prueba clara en un trabajo en progreso

Imagen del telescopio Hubble poco después de separarse del transbordador Discovery, en 1990.
Crédito: NASA

Hasta ahora habíamos encontrado evidencias de estratosferas en algunos exoplanetas. Pero el caso de WASP-121b es diferente. Las moléculas de agua nos dan una evidencia muy clara de su presencia. En su caso, los investigadores creen que la fuente de su calor son los gases de óxido de vanadio y óxido de titanio. Su papel sería el mismo que el del ozono en nuestra estratosfera. Es decir, absorben la luz de la estrella.

Excepto que, en su caso, lo hacen en la longitud de onda visible. En nuestro mundo, la absorción del ozono se produce en la longitud infrarroja. Y encontraremos otros casos con motores diferentes, sin ninguna duda. Porque, a lo largo de 800 horas de observación con el telescopio Hubble, se estudiarán 20 exoplanetas diferentes. Todo ello nos ayudará a comprender mejor cómo se comportan los planetas en situaciones diferentes.

El estudio es muy interesante. WASP-121b no nos acerca a encontrar vida extraterrestre. Pero descubrir que los mismos procesos, que vemos en el Sistema Solar, suceden en otros lugares, nos permite avanzar en esa dirección. De momento, ya sabemos que este júpiter caliente tiene una estratosfera. Exactamente igual que algunos planetas de nuestro vecindario. Cabe suponer, además, que no es el único júpiter caliente que tiene una atmósfera así.

Camino hacia exoplanetas más pequeños

Recreación del James Webb Space Telescope.
Crédito: NASA

WASP-121b es un planeta en condiciones extremas. Si estuviese un poco más cerca de su estrella, seguramente sería destrozado por su gravedad. Así que nos sirve como referencia para modelos atmosféricos extremos. No solo podemos ver las diferencias dramáticas que hay entre su estratosfera y las de los planetas del Sistema Solar, si no que nos deja entrever que apenas estamos rascando la superficie.

Los datos del telescopio Hubble son increíblemente útiles, pero no serán los únicos. El telescopio James Webb, que será lanzado en 2018, nos permitirá ahondar aun más en la investigación de estratosferas. Podremos estudiar su comportamiento en diferentes longitudes de onda, y es un recordatorio de que, poco a poco, no solo estamos aprendiendo a detectar atmósferas de exoplanetas. También a analizarlas.

Con el paso del tiempo, probablemente, este mismo proceso se podrá aplicar a mundos más pequeños. Mundos que podrían ser potencialmente habitables. Y si es así, el estudio de las atmósferas de esos exoplanetas nos ofrecerán una posibilidad, muy real, de detectar algún mundo que podría estar habitado. Seguramente, en ese hipotético caso de detección, se trataría de formas de vida simples, pero el hallazgo tendría consecuencias inimaginables…

El estudio es Evans et al.; “An ultrahot gas-giant exoplanet with a stratosphere“. Publicado en la revista Nature el 3 de agosto de 2017. Puede ser consultado en este enlace.

Referencias: Centauri Dreams

Alex Riveiro

Amante de la astronomía. Hablo de todo lo relacionado con el universo y sus conceptos de una manera amena y sencilla. Desde los púlsares hasta la historia de la astronomía en Al-Andalus.

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