Recreando las nubes del planeta GJ1214b en una supercomputadora

Ya son cerca de 2.000 los exoplanetas (planetas de fuera de nuestro sistema solar) que han sido detectados y catalogados como tales. Si bien la mayoría son gigantes e inhóspitos, mejores técnicas y una serie de vehículos espaciales para observación astronómica de muy alta sensibilidad han ido descubriendo mundos cada vez más pequeños. Podría pronto llegar el día en el que los astrofísicos anuncien el gemelo de nuestro planeta alrededor de una estrella lejana.

Pero el tamaño por sí solo no basta para juzgar las condiciones de habitabilidad de un mundo. Aunque la Tierra y Venus tienen un tamaño casi idéntico, la superficie de este último está suficientemente caliente como para fundir el plomo. Los astrónomos deben recoger información sobre la atmósfera de un exoplaneta, a menudo a través de observar cómo dispersa o absorbe la luz de su estrella anfitriona. Pero esa información no siempre es útil, como sucede con el exoplaneta GJ1214b.

En este planeta, cuando los investigadores lo observaron previamente con el Telescopio Espacial Hubble, prácticamente no vieron ninguna variación en la longitud de onda de la luz.

Este “espectro plano” para GJ1214b indicó que algo en la atmósfera superior del planeta bloqueaba la luz, manteniendo a los científicos en la ignorancia en cuanto a su atmósfera.

Benjamin Charnay, de la Universidad de Washington en la ciudad estadounidense de Seattle, decidió modelar informáticamente cuál podría ser su atmósfera, con arreglo a la temperatura y la composición del planeta. En el proceso, él y sus colaboradores se convirtieron en los primeros en simular de este modo nubes exóticas tridimensionales en la atmósfera de otro mundo. Es un paso importante en la caracterización de exoplanetas.

GJ1214b es uno de los primeros exoplanetas de los conocidos como “miniNeptunos” en ser descubiertos. El tamaño de los planetas de esta clase es intermedio entre el de la Tierra y el de Neptuno. Una característica llamativa, indicativa de lo muy cerca que está de su estrella, es que completa una órbita alrededor de ella en apenas 1,6 días.

Los análisis del espectro plano del exoplaneta descartan una atmósfera de hidrógeno simple, agua, dióxido de carbono o metano. En vez de eso, algo en la zona alta de la atmósfera está bloqueando la luz y evita que penetre hasta más allá. Y todo apunta a que se trata de nubes.

Dado que su temperatura atmosférica excede la del punto de ebullición del agua, y teniendo en cuenta otros datos, el equipo de Charnay ejecutó un modelo tridimensional de nubes en la supercomputadora Hyak de la Universidad de Washington. Este modelo ha mostrado cómo GJ1214b podría crear, sostener y elevar nubes de algún tipo de sal hacia la atmósfera superior, donde contribuirían al espectro plano del planeta que detectó el Hubble. Su modelo también realiza predicciones concretas sobre el efecto que tendrán estas nubes en el clima del planeta y los tipos de información que los futuros telescopios, como el telescopio Espacial James Webb, podrán recoger.

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