JWST permite el uso de una nueva técnica para la detección de atmósferas exoplanetarias         

Por: Claire Levin, Universidad de Chicago.

08 de octubre de 2024

 

Representación artística de cómo podría ser el exoplaneta terrestre GJ 1132 b. Crédito de la imagen: NASA, ESA, Robert L. Hurt (IPAC).

 

Uno de los principales objetivos de la investigación astronómica es encontrar planetas distintos de la Tierra que puedan ser aptos para albergar vida. Hay una serie de factores que muchos científicos coinciden en que son esenciales para que un planeta sea habitable, pero uno de ellos importante es si el planeta tiene o no atmósfera. Los científicos han descubierto otros exoplanetas rocosos similares a la Tierra, pero ninguno del que podamos decir con certeza que tenga atmósfera.

 

El hallazgo de estos planetas revelará información sobre cómo se forman y se conservan dichas atmósferas, de modo que podamos predecir mejor qué planetas podrían ser habitables. Un estudio realizado por el estudiante de doctorado de la Universidad de Chicago Qiao Xue con el grupo del profesor Jacob Bean ha demostrado una nueva forma de determinar si los exoplanetas lejanos tienen atmósfera y demostró que era más simple y más eficiente que los métodos anteriores.

 

La nueva técnica, cuando se aplique a más planetas, tiene el potencial de ayudarnos a aprender más sobre los patrones de formación de la atmósfera, este avance en el desarrollo de técnicas fue adelantado a través de un artículo que se publicó en The Astrophysical Journal Letters. “Cuando analizamos un conjunto de datos lo suficientemente grande, como lo haremos este año con el telescopio espacial James Webb, esperamos encontrar tendencias que nos ayuden a comprender más sobre la formación de la atmósfera y qué hace que los planetas sean habitables”, dijo Xue.

 

Mientras los científicos intentan comprender las condiciones en otros planetas lejanos, les gustaría saber si un planeta tiene o no atmósfera, una capa gaseosa que aísla al planeta y regula su temperatura. En la Tierra, por ejemplo, nuestra atmósfera redistribuye el calor del Sol alrededor del planeta, manteniéndolo como un lugar templado para la vida. Sin embargo, los científicos no pueden obtener imágenes directas de planetas rocosos similares a la Tierra cerca de sus estrellas, sino que deben combinar diferentes pistas, como las fluctuaciones de la luz a medida que el planeta se mueve alrededor de su estrella anfitriona.

 

En el estudio, los científicos utilizaron un método propuesto en 2019 por una colaboración que incluía a Bean y Megan Mansfield (doctora en 2021, ahora en la Universidad de Arizona) para buscar atmósferas. El enfoque utiliza la diferencia de temperatura entre un exoplaneta medido en su punto más caliente y la temperatura calculada de cuán caliente podría ser teóricamente.

 

Como las atmósferas dispersan el calor por toda la superficie de los planetas, reducen la temperatura del lado más caliente del planeta (el que mira directamente a la estrella). Los científicos plantearon la hipótesis de que si la temperatura real de un exoplaneta no es tan alta como podría ser en teoría, entonces podemos suponer que tiene una atmósfera que cumple esta función.

 

El problema, sin embargo, era que no teníamos instrumentos lo suficientemente precisos para proporcionar lecturas lo suficientemente precisas de esas temperaturas. El telescopio espacial James Webb ha cambiado eso, ofreciendo una mayor capacidad para ver en el infrarrojo, lo que permite a los científicos registrar las temperaturas de los planetas midiendo la intensidad de la energía que emiten.

 

Cuando los exoplanetas pasan frente a su estrella, oscurecen parte de la luz de la estrella, lo que provoca una ligera disminución del brillo medido de la misma. Cuando el planeta aparece casi detrás de la estrella en relación con nuestros dispositivos de observación, podemos captar el brillo máximo del sistema, es decir, la estrella no oscurecida combinada con la luz comparativamente mínima emitida por el planeta.

 

Cuando el planeta pasa por detrás de la estrella en relación con nuestra vista, podemos registrar la luz emitida por la estrella por sí sola. Restando esta medida de luz de la medida de la luz de la estrella combinada con la luz del planeta, se puede deducir el brillo (y, por lo tanto, la temperatura) del planeta por sí solo.

 

De esta manera, Xue concluyó que el primer planeta al que aplicó el nuevo método, el planeta GJ1132 b, no tiene atmósfera: la temperatura medida del planeta es demasiado cercana a la temperatura máxima calculada como para sugerir la presencia de algún componente regulador de la temperatura en el planeta.

 

Fuente:

        https://phys.org/news/2024-10-webb-method-atmospheres-distant-planets.html