El telescopio James Webb ha detectado vapor de agua. Sin embargo, no está claro cuál es su origen, ya que podría ser de la atmósfera de un planeta rocoso o, por el contrario, de la atmósfera de la propia estrella. Es algo que resulta intrigante a pesar de que no es un planeta habitable…
El telescopio Webb ha detectado vapor de agua pero no se sabe su origen
La detección se ha logrado en torno a Gliese 486 b. Este exoplaneta es un 30% más grande que la Tierra y tres veces más masivo. Así que se trata de un mundo rocoso con una gravedad mayor que la de nuestro planeta. Orbita en torno a una enana roja y tarda tan solo 1,5 días terrestres en completar una órbita. En este caso, está demasiado cerca de su estrella, lejos de la zona habitable y con una temperatura de unos 426 ºC en su superficie. Sin embargo, el telescopio James Webb muestra señales de vapor de agua en ese entorno.
Ese vapor de agua podría proceder de una atmósfera que envuelva el planeta. En ese caso, tendría que estar reponiéndose constantemente debido a las pérdidas por la irradiación estelar. Otra posibilidad, igual de probable, es que el vapor de agua proceda de una capa exterior de la estrella en torno a la que gira. Será necesario realizar más observaciones con el telescopio James Webb para poder responder a la pregunta que se plantea. ¿Puede un planeta rocoso mantener, o reponer, una atmósfera en el duro entorno cerca de una enana roja?
Hay que recordar que las estrellas más comunes del universo son enanas rojas. Esto quiere decir que los exoplanetas rocosos estarán, más a menudo, en torno a este tipo de estrellas. Las enanas rojas son estrellas más frías que el Sol. De manera que tendrán que estar mucho más cerca para poder tener la temperatura adecuada para tener agua líquida en su superficie. Estas estrellas, además, son muy activas cuando son jóvenes. Emiten grandes cantidades de radiación ultravioleta y de rayos X, capaz de destruir las atmósferas planetarias…
¿Qué sucede en un entorno tan hostil?
Así que una de las grandes preguntas es si un planeta rocoso puede mantener, o reestablecer, una atmósfera en un entorno tan complejo y complicado como ése. Para responder a esa pregunta, los astrónomos han utilizado el telescopio Webb para estudiar Gliese 486 b. Si el vapor de agua está asociado con el planeta, indicaría que tiene una atmósfera a pesar de tener una temperatura elevadísima y de estar muy cerca de su estrella. El vapor de agua se ha visto en exoplanetas gaseosos con anterioridad, pero nunca en el entorno de exoplanetas rocosos.
Sin embargo, los propios investigadores avisan de que el vapor de agua podría estar en la propia estrella. Concretamente, en manchas estelares frías, y por tanto no procedería del planeta. Según explican los investigadores, la detección de vapor de agua en la atmósfera de un exoplaneta rocoso cálido sería un gran avance en la ciencia de exoplanetas. Sin embargo hay que tener cuidado y asegurarse de que la estrella no es la responsable. Por su cercanía, se espera que Gliese 486 b esté en rotación síncrona con un hemisferio iluminado constantemente y otro en oscuridad perpetua.
Gliese 486 b pasa por delante de su estrella desde nuestra perspectiva (es decir, realiza un tránsito). Si tiene una atmósfera, la luz de la estrella en un tránsito podría filtrar esos gases, dejando su huella en la luz que permitiría a los astrónomos determinar su composición. La técnica empleada para ello se conoce como espectroscopia de transmisión. El equipo logró observar dos tránsitos, cada uno de una hora. Después usaron tres métodos diferentes para analizar los datos resultantes. Los resultados son consistentes, mostrando siempre el mismo aspecto.
Si el telescopio Webb ha detectado vapor de agua en el planeta, habrá que explicar por qué
Con la ayuda de modelos por ordenador, analizando diferentes moléculas, concluyen que la fuente más probable para la señal es la del vapor de agua. El inconveniente es que no se puede determinar su procedencia. Por sorprendente que parezca, el Sol, en ocasiones, puede tener vapor de agua en las manchas solares. Gliese 486 es una estrella mucho más fría, por lo que podría tener más vapor de agua en sus manchas estelares. Como resultado, podría crear una señal que se puede confundir con la de una atmósfera en torno a un planeta.
No hay evidencias, dicen los investigadores, de que el planeta pasase por delante de manchas estelares durante el tránsito. Sin embargo, podrían estar presentes en otras regiones de la estrella. Si realmente fuese del planeta, la expectativa es que, gradualmente, fuese erosionada por la radiación y el calor de la estrella. Así que, si estuviese presente, tendría que estar siendo repuesta. Probablemente por volcanes que expulsan vapor desde el interior del planeta. Si fuese del planeta, habrá que determinar cuánta agua podría contener.
Las futuras observaciones del telescopio James Webb permitirán obtener más información sobre este sistema. Se planea usar el instrumento MIRI para estudiar el hemisferio iluminado. Si no tuviese atmósfera (o fuese muy fina) la zona más cálida del hemisferio diurno estará justo bajo la estrella. Si no es así, podría indicar que tiene una atmósfera que desplaza el calor. Hará falta más trabajo para determinar si se trata de una atmósfera planetaria o, por el contrario, es producto de las manchas estelares de Gliese 486.
Estudio
El estudio es S. Moran, K. Stevenson, D. Sing et al.; «High Tide or Riptide on the Cosmic Shoreline? A Water-Rich Atmosphere or Stellar Contamination for the Warm Super-Earth GJ~486b from JWST Observations». Será publicado en la revista The Astrophysical Journal Letters y puede consultarse en este enlace.
Referencias: NASA
