La extraña atmósfera acuosa de un “Neptuno cálido”

Las siluetas de los telescopios Hubble y Spitzer acompañan la ilustración artística del exoplaneta HAT-P-26b. Crédito: NASA/GSFC.

Hasta ahora se han descubierto miles de exoplanetas, pero poco se sabe sobre sus atmósferas, especialmente en el caso de los cuerpos celestes más pequeños que Júpiter. Sin embargo, la composición atmosférica puede aportar valiosas pistas sobre cómo se formaron estos lejanos planetas.

Ahora, utilizando cuatro observaciones recientes del telescopio espacial Hubble y dos anteriores del Spitzer, investigadores de la NASA y de la Universidad de Exeter (Reino Unido) publican datos de la atmósfera del exoplaneta HAT-P-26b, de un tamaño parecido a Neptuno, pero más cálido. Este mundo, situado a unos 437 años-luz, orbita alrededor de una estrella un poco más pequeña que el Sol.

Los resultados revelan que la atmósfera de este Neptuno cálido está constituida básicamente de nubes de hidrógeno y helio, con signos claros de presencia de agua. “El H₂O es una de las moléculas más abundantes en el universo y pensamos que está bien mezclada en la atmósfera gaseosa de HAT-P-26b y otros exoplanetas gigantes como él”, explica a Sinc la autora principal del trabajo, Hannah R. Wakeford, del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA, en EE.UU.

“Pero lo que es importante de esta agua es que nos da claves sobre cómo se formó el planeta”, añade la investigadora, quien subraya que usando la firma de absorción de agua detectada en las atmósferas de estos mundos de masa similar a la de Neptuno se puede estimar la metalicidad de su atmósfera, que es su cantidad de elementos pesados ​​(más pesados que el hidrógeno y el helio).

En el caso de HAT-P-26b resulta que su metalicidad es más baja de lo esperado. En el Sistema Solar, la metalicidad de Júpiter es entre dos y cinco veces la del Sol, y la de Saturno unas diez veces más. Sin embargo, Urano y Neptuno contienen más elementos pesados, y presentan metalicidades que superan más de cien veces la de nuestra estrella.

“A partir de las mediciones de los planetas gigantes en nuestro sistema solar, observamos que los de menos masa tienen mayor metalicidad en su atmósfera; y otros ‘Neptunos’ descubiertos con agua en su atmósfera –como HAT-P-11b– encajan con esta tendencia; mundos con la masa de Neptuno y metalicidad muy alta”, apunta Wakeford.

Una rara metalicidad que ayuda a los modelos planetarios

Pero, sorprendentemente, la atmósfera de HAT-P-26b tiene una metalicidad más cercana a Júpiter, unas cuatro o cinco veces la del Sol. Según los autores, esto sugiere que se formó en una etapa más tardía –sin mucha contaminación posterior de material– o bien más cerca de su estrella, o posiblemente ambos factores a la vez, en comparación con la de nuestros gigantes gaseosos más pequeños (Urano y Neptuno).

Este descubrimiento ayudará a los científicos a comprender mejor cómo varía la composición atmosférica entre exoplanetas con diferentes tamaños, además de a delimitar posibilidades en los modelos de formación planetaria.

“Es la primera vez que vemos este tipo de diversidad en las atmósferas de estos exoplanetas”, dice Wakeford. “Es importante entender cómo se originaron otros sistemas planetarios para determinar cómo de probable es que se forme un sistema solar como el nuestro”, concluye.

El estudio “HAT-P-26b: A Neptune-mass exoplanet with a well-constrained heavy element abundance” fue publicado el 12 de mayo de 2017 por la revista Science.

Fuente: SINC