Webb de la NASA echa un vistazo más cercano hasta ahora al misterioso planeta

 

El concepto de este artista representa el planeta GJ 1214 b, un "mini-Neptuno" con lo que probablemente sea una atmósfera húmeda y brumosa. Un nuevo estudio basado en observaciones del telescopio Webb de la NASA proporciona información sobre este tipo de planeta, el más común en la galaxia.

Créditos: NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (IPAC)

Un equipo científico obtiene una nueva visión de la atmósfera de un "mini-Neptuno", una clase de planeta común en la galaxia pero sobre la cual se sabe poco.

El Telescopio Espacial James Webb de la NASA ha observado un planeta distante fuera de nuestro sistema solar, y a diferencia de cualquier cosa en él, para revelar lo que probablemente sea un mundo altamente reflectante con una atmósfera húmeda. Es la mirada más cercana hasta ahora al misterioso mundo, un "mini-Neptuno" que era en gran medida impenetrable para las observaciones anteriores.

Y aunque el planeta, llamado GJ 1214 b, es demasiado caliente para albergar océanos de agua líquida, el agua en forma vaporizada aún podría ser una parte importante de su atmósfera.

"El planeta está totalmente cubierto por algún tipo de neblina o capa de nubes", dijo Eliza Kempton, investigadora de la Universidad de Maryland y autora principal de un nuevo artículo, publicado en Nature, sobre el planeta. "La atmósfera permaneció totalmente oculta para nosotros hasta esta observación". Señaló que, si de hecho era rico en agua, el planeta podría haber sido un "mundo acuático", con grandes cantidades de material acuoso y helado en el momento de su formación.

Para penetrar una barrera tan gruesa, el equipo de investigación se arriesgó con un enfoque novedoso: además de hacer la observación estándar, capturando la luz de la estrella anfitriona que se ha filtrado a través de la atmósfera del planeta, rastrearon GJ 1214 b a través de casi toda su órbita alrededor de la estrella.

La observación demuestra el poder del Instrumento de Infrarrojo Medio (MIRI) de Webb, que ve longitudes de onda de luz fuera de la parte del espectro electromagnético que los ojos humanos pueden ver. Usando MIRI, el equipo de investigación pudo crear una especie de "mapa de calor" del planeta mientras orbitaba la estrella. El mapa de calor reveló, justo antes de que la órbita del planeta lo llevara detrás de la estrella, y cuando emergió al otro lado, tanto su lado diurno como el nocturno, revelando detalles de la composición de la atmósfera.

"La capacidad de obtener una órbita completa fue realmente crítica para comprender cómo el planeta distribuye el calor del lado diurno al lado nocturno", dijo Kempton. "Hay mucho contraste entre el día y la noche. El lado nocturno es más frío que el lado diurno". De hecho, las temperaturas cambiaron de 535 a 326 grados Fahrenheit (de 279 a 165 grados Celsius).

Un cambio tan grande solo es posible en una atmósfera formada por moléculas más pesadas, como el agua o el metano, que parecen similares cuando son observadas por MIRI. Eso significa que la atmósfera de GJ 1214 b no está compuesta principalmente de moléculas de hidrógeno más ligeras, dijo Kempton, lo que es una pista potencialmente importante para la historia y la formación del planeta, y tal vez su comienzo acuoso.

"Esta no es una atmósfera primordial", dijo. "No refleja la composición de la estrella anfitriona alrededor de la cual se formó. En cambio, o bien perdió mucho hidrógeno, si comenzó con una atmósfera rica en hidrógeno, o se formó a partir de elementos más pesados para empezar, material más helado y rico en agua".

Más frío de lo esperado

Y aunque el planeta es cálido para los estándares humanos, es mucho más frío de lo esperado, señaló Kempton. Esto se debe a que su atmósfera inusualmente brillante, que fue una sorpresa para los investigadores, refleja una gran fracción de la luz de su estrella madre en lugar de absorberla y calentarse.

Las nuevas observaciones podrían abrir la puerta a un conocimiento más profundo de un tipo de planeta envuelto en incertidumbre. Los mini-Neptunos, o sub-Neptunos, como se les llama en el documento, son el tipo más común de planeta en la galaxia, pero misteriosos para nosotros porque no ocurren en nuestro sistema solar. Las mediciones hasta ahora muestran que son ampliamente similares a, digamos, una versión reducida de nuestro propio Neptuno. Más allá de eso, poco se sabe.

"Durante la última década, lo único que realmente sabíamos sobre este planeta era que la atmósfera estaba nublada o brumosa", dijo Rob Zellem, investigador de exoplanetas que trabaja con la coautora y colega investigadora de exoplanetas Tiffany Kataria en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en el sur de California. "Este documento tiene implicaciones realmente interesantes para interpretaciones climáticas detalladas adicionales, para observar la física detallada que ocurre dentro de la atmósfera de este planeta".

El nuevo trabajo sugiere que el planeta podría haberse formado más lejos de su estrella, un tipo conocido como enana roja, y luego giró en espiral gradualmente hacia su órbita actual y cercana. El año del planeta, una órbita alrededor de la estrella, toma solo 1,6 días terrestres.

"La explicación más simple, si encuentras un planeta muy rico en agua, es que se formó más lejos de la estrella anfitriona", dijo Kempton.

Se necesitarán más observaciones para precisar más detalles sobre GJ 1214 b, así como las historias de formación de otros planetas en la clase mini-Neptuno. Si bien una atmósfera acuosa parece probable para este planeta, también es posible un componente significativo de metano. Y sacar conclusiones más amplias sobre cómo se forman los mini-Neptunos requerirá que se observen más de ellos en profundidad.

"Al observar toda una población de objetos como este, esperamos poder construir una historia consistente", dijo Kempton.

Más sobre la Misión

El Telescopio Espacial James Webb es el principal observatorio de ciencias espaciales del mundo. Webb resolverá misterios en nuestro sistema solar, mirará más allá de mundos distantes alrededor de otras estrellas y sondeará las misteriosas estructuras y orígenes de nuestro universo y nuestro lugar en él. Webb es un programa internacional liderado por la NASA con sus socios, ESA (Agencia Espacial Europea) y CSA (Agencia Espacial Canadiense).

MIRI fue desarrollado a través de una asociación 50-50 entre la NASA y la ESA. El Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA lideró los esfuerzos de Estados Unidos para MIRI, y un consorcio multinacional de institutos astronómicos europeos contribuye para la ESA. George Rieke de la Universidad de Arizona es el líder del equipo científico de MIRI. Gillian Wright es la investigadora principal europea del MIRI. Alistair Glasse con UK ATC es el científico del instrumento MIRI, y Michael Ressler es el científico del proyecto estadounidense en JPL. Laszlo Tamas con UK ATC gestiona el Consorcio Europeo. El desarrollo del refrigerador criogénico MIRI fue dirigido y administrado por JPL, en colaboración con Northrop Grumman en Redondo Beach, California, y el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland. Caltech administra JPL para la NASA.