Astrónomos de la Universidad Northwestern han detectado indicios de atmósfera con composición salina en el conocido 'planeta rosa'. Descubierto en 2013, orbita una estrella similar al Sol a 57 años luz de la Tierra y su naturaleza aún no está plenamente definida.
Durante más de una década, el antiguo mundo envuelto en una bruma rosada del famoso 'planeta rosa' ha mantenido a los astrónomos intrigados. Uno de los compañeros planetarios más fríos jamás fotografiados directamente, este objeto esquivo es demasiado tenue para que los astrónomos puedan analizar su luz desde la Tierra.
Pero nuevas observaciones del Telescopio Espacial James Webb (JWST) llevados a cabo por un equipo de la Universidad Northwestern con el apoyo de NASA revelan una atmósfera con una química exótica y nubes salinas como nunca antes se habían visto.
Estas observaciones, publicadas en Astronomica Journal, proporcionan algunas de las primeras pruebas directas de la presencia de nubes de sal en la atmósfera de un objeto frío, un fenómeno que los científicos teorizaron hace más de 15 años. El descubrimiento también representa un paso importante hacia el estudio de objetos cada vez más fríos, que son demasiado tenues para ser examinados con telescopios terrestres.
“El ‘planeta rosa’ es el compañero más frío jamás descubierto con instrumentos terrestres”, afirma Aneesh Baburaj, de la Universidad Northwestern, quien dirigió el estudio. “Muchos equipos de todo el mundo realizaron observaciones de seguimiento para estudiar su luz, pero era demasiado tenue para los instrumentos terrestres.”
Una vez que empezamos a analizar los datos con mayor profundidad, nos dimos cuenta de que no se parecía a nada que hubiéramos analizado antes
“Eso lo convirtió en un objetivo perfecto para el JWST. Cuando finalmente obtuvimos su espectro, nos pareció interesante de inmediato. Pero una vez que empezamos a analizar los datos con mayor profundidad, nos dimos cuenta de que no se parecía a nada que hubiéramos analizado antes”, añade.
Descubierto en 2013, el ‘planeta rosa’ (conocido como GJ504b) orbita una estrella similar al Sol, ubicada a 57 años luz de la Tierra. A pesar de su apodo, los astrónomos no están seguros de si se trata realmente de un planeta. Con una masa aproximadamente 25 veces mayor que la de Júpiter, GJ504b se sitúa cerca del límite difuso entre los planetas gigantes y las enanas marrones. Por ello, los astrónomos lo denominan ‘compañero de masa planetaria’, lo que significa que es un objeto del tamaño de un planeta que orbita una estrella.
Los repetidos intentos de estudiarlo con telescopios terrestres no han dado resultado. Mientras que la mayoría de los exoplanetas observados directamente tienen temperaturas cercanas a los 1 000 o 2 000 grados Fahrenheit, GJ504b tiene solo 550 grados Fahrenheit (290 grados Celsius), aproximadamente la temperatura de un horno de pan.
La edad del planeta es la responsable de su baja temperatura, explicó Baburaj. Si bien nacen extremadamente calientes, los planetas gigantes se enfrían con la edad. El nuevo estudio estima que GJ504b tiene entre 2 500 y 4 000 millones de años.
Utilizando el telescopio espacial James Webb, el equipo captó la tenue luz de GJ504b. Posteriormente, emplearon técnicas avanzadas de procesamiento de datos para eliminar el resplandor de su estrella anfitriona, mucho más brillante.
Con el JWST, nuestra observación completa duró alrededor de dos horas y tuvimos éxito
Esta combinación permitió finalmente obtener el espectro del planeta, un gráfico que descompone la luz dispersa en sus colores componentes. Cada color representa un elemento diferente. Así, al analizar el espectro de un objeto, los científicos pueden descubrir la presencia de elementos y moléculas específicos.
“Anteriormente, otros astrónomos observaron al compañero durante toda una noche con algunos de los telescopios más grandes del mundo para obtener un espectro”, exolica Baburaj. “Y no pudieron ver el objeto. Con el JWST, nuestra observación completa duró alrededor de dos horas y tuvimos éxito”.
Los datos revelaron una rica mezcla de sustancias químicas, incluyendo vapor de agua, metano, dióxido de carbono, amoníaco y otras moléculas. Para reconstruir el compañero, los investigadores introdujeron estos datos en un modelo astrofísico. Pero algo no cuadraba. La atmósfera simulada del planeta solo coincidía con las observaciones si contenía características inusuales y físicamente inverosímiles.
Cuando los investigadores añadieron nubes al modelo, las características inusuales desaparecieron. Es probable que las nubes de sal velaran las capas más profundas de la atmósfera, modificando la luz que llegaba al JWST.
Al tener en cuenta las nubes de sal, se atenuó la señal de las moléculas ocultas en las capas más profundas de la atmósfera del planeta compañero. Entonces, los resultados se volvieron físicamente posibles
“Realizamos simulaciones con nubes y los resultados coincidieron con lo que sabemos sobre los planetas fríos”, explica Baburaj. “Probamos tres tipos diferentes de nubes, y las nubes de sal fueron las que mejor se ajustaron. Al tener en cuenta las nubes de sal, se atenuó la señal de las moléculas ocultas en las capas más profundas de la atmósfera del planeta compañero. Entonces, los resultados se volvieron físicamente posibles”.
El espectro también sugiere que GJ504b es inusualmente rico en elementos pesados, o metales. Sin embargo, el misterio de la formación del objeto persiste, y los datos actuales indican que podría haberse formado como un planeta o una estrella pequeña.
Baburaj afirma que las técnicas empleadas en el estudio podrían ayudar a desentrañar otros misterios que rodean a los planetas fríos y poco tenues. Júpiter, por ejemplo, alberga nubes compuestas de hielo de amoníaco. Si bien este tipo de nubes aún no se pueden observar con precisión, la detección de las nubes de sal de GJ504b sugiere que los astrónomos se están acercando a su descubrimiento.
“Esta es la primera vez que descubrimos que las nubes de sal son fundamentales para explicar el espectro de un objeto”, concluye Baburaj. “Es un buen recordatorio de que debemos tener en cuenta las nubes en nuestros modelos”.
Referencia:
Baburaj, A. et al. “JWST-TST High Contrast: First Direct Spectroscopy of GJ 504 b Reveals Clouds and Possible Metal Enrichment”. The Astronomical Journal.
Los chorros emitidos por estas protoestrellas actúan como aceleradores de protones y liberan rayos gamma. Esta fuente de energía electromagnética suele verse en fenómenos más extremos del universo como las explosiones de una supernova o en agujeros negros activos.
El telescopio espacial James Webb ha detectado el espectro más detallado de los llamados ‘pequeños puntos rojos’. Los astrónomos descubrieron que uno de estos cuerpos alberga un agujero negro supermasivo oculto tras una densa capa de gas. El objeto encaja en los modelos actuales sobre la evolución del universo.
