Metal vaporizado en el aire de un exoplaneta

WASP-121b es un exoplaneta situado a 850 años luz de la Tierra, que orbita su estrella en menos de dos días, un proceso que a la Tierra le lleva un año completar. WASP-121b está muy cerca de su estrella, unas 40 veces más cerca que la Tierra del Sol. Esta proximidad es también la principal razón de su inmensamente alta temperatura, de alrededor de 2.500 a 3.000 grados centígrados. Esto lo convierte en un objeto de estudio ideal para aprender más sobre los mundos ultracalientes.

Unos investigadores dirigidos por Jens Hoeijmakers, primer autor del estudio y becario de investigación postdoctoral de las Universidades de Berna y Ginebra, examinaron los datos que habían sido recogidos por el espectrógrafo de alta resolución HARPS. Pudieron demostrar que en la atmósfera de WASP-121b hay un total de al menos siete metales gaseosos. Los resultados se publicaron en la revista Astronomy & Astrophysics.

WASP-121b ha sido ampliamente estudiado desde su descubrimiento. "Los primeros estudios mostraron que están pasando muchas cosas en su atmósfera", explica Jens Hoeijmakers. Y esto a pesar del hecho de que los astrónomos habían asumido que los planetas ultracalientes tienen atmósferas bastante simples porque no pueden formarse muchos compuestos químicos complejos en un calor tan abrasador. Entonces, ¿cómo llegó el WASP-121b a tener esta inesperada complejidad?

"Estudios anteriores trataron de explicar estas complejas observaciones con teorías que no me parecían plausibles", dice Hoeijmakers. Los estudios habían sospechado que las moléculas que contenían el relativamente raro metal vanadio eran la principal causa de la compleja atmósfera en WASP-121b. Sin embargo, según Hoeijmakers, esto solo tendría sentido si un metal más común, el titanio, faltara en la atmósfera. Así que Hoeijmakers y sus colegas se propusieron encontrar otra explicación. "Pero resultó que tenían razón", admite Hoeijmakers inequívocamente. "Para mi sorpresa, encontramos fuertes firmas de vanadio en las observaciones". Al mismo tiempo, sin embargo, faltaba el titanio. Esto a su vez confirmó la suposición de Hoeijmakers.

La parte superior de la atmósfera del planeta se calienta a 2.500 grados centígrados, lo suficientemente caliente como para que algunos metales se evaporen. (Foto: NASA, ESA, y G. Bacon (STSci))

Pero el equipo hizo otros descubrimientos inesperados. Además del vanadio, descubrieron otros seis metales en la atmósfera de WASP-121b: hierro, cromo, calcio, sodio, magnesio y níquel. "Todos los metales se evaporaban como resultado de las altas temperaturas que prevalecían en el WASP-121b", explica Hoeijmakers, "asegurando así que el aire del exoplaneta esté compuesto de metales evaporados, entre otras cosas".

Esos resultados detallados permiten a los investigadores sacar conclusiones sobre los procesos químicos que tienen lugar en esos planetas, por ejemplo. Esta es una habilidad crucial para un futuro no muy lejano, cuando se desarrollen telescopios y espectrógrafos más grandes y sensibles. Estos permitirán a los astrónomos estudiar las propiedades de los planetas rocosos más pequeños y fríos similares a la Tierra. "Con las mismas técnicas que utilizamos hoy en día, en lugar de solo detectar firmas de hierro o vanadio gaseosos, podremos centrarnos en las bioseñales, signos de vida como las firmas del agua, el oxígeno y el metano", dice Hoeijmakers.

Tan amplios conocimientos sobre la atmósfera del WASP- 121b no solo confirman el carácter ultracaliente del exoplaneta, sino que también subrayan el hecho de que este campo de investigación está entrando en una nueva era, como dice Hoeijmakers: "Después de años de catalogar lo que hay ahí fuera, ya no solo estamos realizando mediciones", explica el investigador, "sino que estamos empezando a entender lo que los datos de los instrumentos nos muestran". Cómo se parecen y difieren los planetas entre sí. De la misma manera, quizás, que Charles Darwin comenzó a desarrollar la teoría de la evolución después de caracterizar innumerables especies de animales, estamos comenzando a entender más sobre cómo se formaron estos exoplanetas y cómo funcionan". (Fuente: NCYT Amazings)