Un grupo de investigadores ha logrado detectar nubes en un exoplaneta y, además, determinar a qué altura se encuentran. Algo que ilustra los diferentes medios que se pueden utilizar. Aunque, eso sí, no ha sido una medición llevada a cabo en un exoplaneta rocoso…

Las nubes de un exoplaneta similar a Saturno…

Hasta el momento, conocemos 4521 exoplanetas repartidos en 3353 sistemas. Hay otros 7761 posibles exoplanetas esperando confirmación. Con estas cifras, poco a poco el estudio de exoplanetas se está centrando en la caracterización (es decir, determinar sus características) en lugar de su descubrimiento. De ahí que no sorprenda que un equipo de investigadores haya publicado un trabajo muy interesante. Han combinado datos de diferentes observatorios para comprender la estructura y composición de la atmósfera superior de un exoplaneta.

Detectan nubes en un exoplaneta y miden su altitud
Concepto artístico de WASP-121b, un júpiter caliente en el que se han encontrado evidencias de una estratosfera. Crédito: Bristol Science Centre/University of Exeter

Se trata de WASP-127b, un Saturno caliente. Es decir, un planeta con un tamaño similar a Saturno, pero en una órbita mucho más pequeña alrededor de su estrella. El astro, a su vez, es parecido al Sol y el sistema está a 525 años-luz. El estudio permite hacerse una idea de cómo se analizarán y detallarán las atmósferas de exoplanetas, y determinar si podrían ser apropiadas para la aparición de vida. Los investigadores muestran que los datos combinados, de telescopios espaciales y terrestres, permitieron detectar nubes en el exoplaneta WASP-127b.

Se encuentran en su atmosfera superior y, además, fueron capaces de determinar a qué altura se encuentran, con una precisión nunca lograda antes. Al igual que muchos otros exoplanetas descubiertos, WASP-127b es un gigante gaseoso con un período orbital muy corto. Tan solo tarda cuatro días en completar una órbita. Tiene unos 10 000 millones de años, por lo que es el doble de viejo que la Tierra (y que nuestro propio Saturno). Por la cercanía de su órbita, recibe 600 veces más irradiación solar que la Tierra y su temperatura atmosférica llega a 1100ºC.

Una atmósfera poco amistosa

Esto ha provocado que la atmósfera del planeta se haya expandido hasta el punto de ser 1,3 veces más grande que Júpiter, pero mucho menos densa. De hecho, WASP-127b es uno de los exoplanetas menos densos descubiertos hasta el momento. Esto hace que sea un candidato perfecto para estudiar su atmósfera. Con los datos del telescopio Hubble, y mediciones en el espectro de luz visible del Telescopio Muy Grande. Lo hicieron recurriendo al método de tránsito, buscando caídas en el brillo de la estrella, por el paso del exoplaneta por delante.

En el caso de Hubble, los datos permitieron confirmas los tránsitos. El Telescopio Muy Grande obtuvo el espectro de la luz que pasaba por la atmósfera alta de WASP-127b. La combinación de los datos permitió determinar la altura de las nubes. Se encontraban en una capa atmosférica, moviéndose a velocidades de entre 13,5 y 17 km/s (unos 48 600 km/h). Además, determinaron que la altura de las nubes encajaba con una presión atmosférica de entre 0,3 y 0,5 milibares. Además, encontraron señales de sodio atómico en la atmósfera.

Aunque, eso sí, no lograron encontrar observaciones de otros elementos ni de agua. La composición de las nubes no es cómo la de las nubes terrestres. Las observaciones, además, mostraron que WASP-127b describe una órbita retrógrada. Es decir, se mueve en la dirección opuesta a la rotación de su estrella. Además, no está alineado con el ecuador. Algo que resulta sorprendente en un planeta de este tipo, y en un sistema estelar tan antiguo. Podría deberse a la presencia de algún otro objeto que no haya sido detectado, y le añade interés a WASP-127b.

Un anticipo del estudio de nubes de un exoplaneta en otros lugares

Con los observatorios del futuro, como los telescopios espaciales James Webb, o Nancy Grace Roman, o los observatorios terrestres como el Telescopio Extremadamente Grande, el Telescopio Gigante de Magallanes o el Telescopio de Treinta Metros. Junto a su capacidad de imagen, y el uso de coronógrafos y otras herramientas, será posible llevar a cabo estudios detallados de las atmósferas de exoplanetas. Lo más importante es que, entre esos objetos estudiados en el futuro, se encontrarán planetas rocosos en la zona habitable de sus estrellas.

Concepto artístico del telescopio Nancy Grace Roman. Crédito: NASA/GSFC/SVS

No solo se estudiarán gigantes gaseosos en órbitas muy cercanas a su estrella, como en el caso de WASP-127b. También se analizarán planetas que, ahora mismo, se piensa que podrían ser muy parecidos a la Tierra. Es en estos lugares donde, quizá, se podrían encontrar señales de vida. No se puede descartar que sea en uno de estos mundos, en otros rincones de la Vía Láctea, donde se pueda encontrar confirmación de que hay vida en otros lugares de la galaxia. Aunque para eso todavía tendremos que esperar unos años…

En cualquier caso, los resultados de estos estudios, dedicados al análisis de atmósferas de exoplanetas, son todavía limitados. Lo cual no quita mérito, ni mucho menos, al trabajo llevado a cabo por los investigadores. Han logrado demostrar la efectividad de combinar datos de diferentes observatorios. Además de permitir ver que, poco a poco, estamos cada vez más cerca de poder analizar una atmósfera de un exoplaneta por completo. Con la llegada de los telescopios de próxima generación, sin duda, veremos un salto adelante aún más importante…

Estudio

El estudio es R. Allart, L. Pino, C. Lovis et al.; «WASP-127b: a misaligned planet with a partly cloudy atmosphere and tenuous sodium signature seen by ESPRESSO*». Publicado en la revista Astronomy & Astrophysics el 16 de diciembre de 2020. Puede ser consultado en este enlace.

Referencias: Universe Today