Webb presenta la mejor evidencia hasta la fecha de la atmósfera de un exoplaneta rocoso
Por: Universidad de Berna.
08 de mayo de 2024
Concepto artístico de Cancri 55 e (también conocido como Janssen). Crédito de la imagen: Universidad de Berna.
Los investigadores que utilizan el telescopio espacial James Webb (JWST) de NASA/ESA/CSA pueden haber detectado una atmósfera que rodea a 55 Cancri e, un exoplaneta rocoso a 41 años luz de la Tierra. Esta es la mejor evidencia hasta la fecha de una atmósfera de planeta rocoso fuera de nuestro Sistema Solar. 55 Cancri e es uno de los cinco planetas conocidos que orbitan alrededor de una estrella similar al Sol en la constelación de Cáncer.
Con un diámetro casi el doble que el de la Tierra y una densidad ligeramente mayor, el planeta está clasificado como una súper Tierra: más grande que la Tierra, más pequeño que Neptuno y similar en composición a los planetas rocosos de nuestro Sistema Solar. Brice-Olivier Demory del Centro para el Espacio y la Habitabilidad CSH de la Universidad de Berna y miembro del NCCR PlanetS es coautor del estudio, apunta lo siguiente: "55 Cancri e es uno de los exoplanetas más enigmáticos. A pesar de la enorme cantidad de tiempo de observación obtenido con una docena de instalaciones terrestres y espaciales en la última década, su naturaleza misma ha seguido siendo difícil de alcanzar, hasta hoy, cuando partes del rompecabezas finalmente pudo construirse gracias al Telescopio Espacial James Webb".
Inesperadamente, estas observaciones muestran que podría ser posible que un planeta rocoso caliente y altamente irradiado sostuviera una atmósfera gaseosa, y es un buen augurio para la capacidad del JWST de caracterizar planetas rocosos más fríos (potencialmente habitables) que orbitan estrellas similares al Sol.
Aunque JWST no puede capturar una imagen directa de 55 Cancri e, puede medir cambios sutiles en la luz del sistema a medida que el planeta orbita la estrella. El equipo utilizó NIRCam (cámara de infrarrojo cercano) y MIRI (instrumento de infrarrojo medio) de JWST para medir la luz infrarroja que se origina en el planeta.
Al restar el brillo durante el eclipse secundario, cuando el planeta está detrás de la estrella (solo luz estelar), del brillo cuando el planeta está justo al lado de la estrella (luz de la estrella y el planeta combinados), el equipo pudo calcular la cantidad de luz infrarroja proveniente del lado diurno del planeta en múltiples longitudes de onda simultáneamente.
La primera indicación de que 55 Cancri e podría tener una atmósfera sustancial provino de mediciones de temperatura basadas en su emisión térmica, o energía térmica emitida en forma de luz infrarroja. Si el planeta está cubierto de roca fundida oscura con un fino velo de roca vaporizada o sin atmósfera alguna, la temperatura del lado diurno debería rondar los 2200 grados Celsius.
Para el estudio actual, Demory realizó un análisis independiente del conjunto de datos JWST. Explica: "En los últimos dos años, el telescopio espacial CHEOPS, desarrollado y construido en la Universidad de Berna, ha sido clave para resolver varias preguntas que los astrofísicos tenían sobre 55 Cancri e. JWST complementó esta imagen en longitudes de onda infrarrojas mostrando que la súper Tierra 55 Cancri e podría estar rodeada por una atmósfera con una composición consistente con monóxido de carbono o dióxido de carbono".
Aunque 55 Cancri e es similar en composición a los planetas rocosos de nuestro sistema solar, describirlo como "rocoso" podría dar una impresión equivocada. El planeta orbita tan cerca de su estrella (una órbita completa dura 18 horas, en comparación con los 365 días de nuestra Tierra) que su superficie debe estar fundida: un océano de magma profundo y burbujeante. Con una órbita tan estrecha, es probable que el planeta también esté bloqueado por las mareas, con un lado diurno que mira a la estrella en todo momento y un lado nocturno en perpetua oscuridad.
El equipo cree que los gases que cubren 55 Cancri e están burbujeando desde el interior. La atmósfera primaria habría desaparecido hace mucho tiempo debido a la alta temperatura y la intensa radiación de la estrella. Esta sería una atmósfera secundaria que el océano de magma repone continuamente. El magma no es sólo cristales y roca líquida, también contiene mucho gas disuelto.
Si bien 55 Cancri e es demasiado caliente para ser habitable, podría proporcionar una ventana única para estudiar las interacciones entre atmósferas, superficies e interiores de planetas rocosos, y tal vez proporcionar información sobre la Tierra primitiva, Venus y Marte, que se cree que tuvieron estado cubierto de océanos de magma en el pasado.
Fuente:
https://phys.org/news/2024-05-rocky-planet-earth-size-thick.html