El telescopio espacial James Webb detecta por primera vez la mañana y la tarde en un exoplaneta lejano
El telescopio espacial James Webb ha revelado una faceta matutina y otra vespertina en WASP-39b, un exoplaneta situado a 700 años luz de la Tierra.
Las atmósferas de los exoplanetas se han estudiado con potentes telescopios durante algún tiempo, pero siempre se han considerado uniformes en todo el planeta.
Ahora, el telescopio espacial James Webb (JWST) ha revelado las diferentes condiciones atmosféricas de los lados "matutino" y "vespertino" de WASP-39b, un exoplaneta distante, donde el lado matutino es más nublado que el lado vespertino.
Día continuo y noche interminable
Los científicos aprenden sobre la atmósfera de un planeta midiendo la luz que reciben cuando un planeta pasa frente a su estrella; esta luz cambia al filtrarse a través de la atmósfera, con firmas específicas que revelan diferentes moléculas en la atmósfera.
Wasp-39b is a Hot Jupiter exoplanet located 700 light-years away. This captivating gas giant contains carbon dioxide in its atmosphere. The presence of CO2 provides important insight into the formation of the planet. A building block of life confirmed outside our solar system. pic.twitter.com/38qceHLZOw
— FarLife (@FarLife1) June 12, 2024
Esta técnica supone que la atmósfera del exoplaneta es la misma en toda su superficie. Sin embargo, WASP-39b está "bloqueado por mareas"; el planeta completa una rotación de un "día" en el mismo tiempo que tarda en completar una órbita. Esto significa que el mismo lado del planeta siempre está de cara a su estrella, lo que crea un "día" continuo en un lado y una "noche" interminable en el otro lado del planeta; entre ambos lados también hay lados de "mañana" y "tarde".
Como el lado diurno de WASP-39b siempre está de cara a la estrella, es mucho más caliente que el lado nocturno. Debido a la forma en que gira el planeta, se cree que la enorme diferencia de temperatura entre ambos crea un fuerte viento ecuatorial que se mueve en una dirección, creando un lado "matutino", donde el viento nocturno más frío viaja hacia el lado diurno, y un lado "vespertino", donde el viento cálido del día viaja hacia el lado nocturno. Los datos muestran que la noche puede alcanzar los 800 °C, mientras que la mañana es relativamente más fría, 600 °C .
La forma en que se forman las nubes depende de la temperatura, por lo que se predijo que los lados de la mañana y de la tarde tendrían diferentes cantidades de cobertura de nubes. Los investigadores utilizaron varios métodos de análisis de datos del JWST para comprobarlo y descubrieron que la mañana estaba más nublada que la tarde, como se esperaba.
El Dr. James Kirk, del Departamento de Física del Imperial College de Londres, dice que la mayoría de los planetas observados orbitando estrellas distantes son como WASP-39b: "Ahora, hemos podido probar nuestras teorías sobre estos planetas y, por primera vez, medir directamente el lado matutino y vespertino de un exoplaneta en un amplio rango de longitudes de onda".
Néstor Espinoza, investigador de exoplanetas en el Space Telescope Science Institute y autor principal, dice que este análisis es "particularmente interesante porque se obtiene información en 3D sobre el planeta que no se obtenía antes. Porque podemos decir que el borde nocturno es más caliente, lo que significa que es un poco más hinchado. Entonces, teóricamente, hay un pequeño oleaje en el terminador que se acerca al lado nocturno del planeta".
Trabajos futuros
Kirk desarrolló una técnica de análisis que se centraba únicamente en la luz recibida cuando el planeta transita por la superficie de la estrella; dado que sólo los bordes del planeta "tocan" el disco de la estrella en esos momentos, la luz sólo se filtraría a través de los lados matinales o vespertinos de la atmósfera, respectivamente. Sus resultados coincidían bien con otros análisis realizados por otros miembros del equipo.
The images from Webb are amazing...but so are the spectra. By breaking apart the light of Wasp 39b, the space telescope can tell us the detailed chemical conditions on a hot, Saturn-size planet 700 light years away. https://t.co/pVe0HacduO pic.twitter.com/ur3TBeYwtS
— Corey S. Powell (@coreyspowell) November 24, 2022
El equipo espera ampliar su análisis para incluir datos de más instrumentos a bordo del JWST, incluidos aquellos que analizan la luz en un rango de longitudes de onda, para revelar más detalles sobre las diferencias atmosféricas en WASP-39b.
El Dr. Kirk dice: “Ahora hemos demostrado la viabilidad de este método con JWST, y la precisión de JWST es tan inmensa que realmente abre una nueva vía para comprender y medir la circulación atmosférica de exoplanetas a los que anteriormente éramos en gran medida insensibles”.
Referencia de la noticia:
Espinoza, N. et al (2024) Inhomogeneous terminators on the exoplanet WASP-39b, Nature.