Astrónomos caracterizan la atmósfera de una supertierra

Concepción artística del planeta GJ 1214b situado a 40 años-luz de la Tierra. Se muestra con dos hipótéticas lunas y orbitando una enana roja. Crédito: CfA/David Aguilar
Un equipo de astrónomos, entre ellos dos becarios de la NASA, han realizado la primera caracterización de la atmósfera de una supertierra, utilizando un telescopio terrestre. Una supertierra es un planeta hasta tres veces el diámetro de la Tierra y una masa de hasta 10 veces. Los resultados, publicados en la edición del 2 de diciembre de la revista Nature, representan un importante hito en el camino de estudiar las atmósferas de planetas similares a la Tierra en busca de signos de vida.
El equipo determinó que el planeta, GJ 1214b, está cubierto con una fina capa de vapor de agua o bien rodeado por una gruesa capa de nubes altas. En el primer caso, el planeta tendría una composición de hielo. En este último caso, el planeta podría ser rocoso o con una composición similar a Neptuno, aunque mucho más pequeño.
"Esta es la primera supertierra que sabemos que tiene atmósfera", comentó Jacob Bean, astrónomo del Centro de Astrofísica Harvard-Smithsoniano y becario del programa Sagan de la NASA. "Pero incluso con estas nuevas mediciones, tampoco podemos decir de qué está compuesta la atmósfera. Este mundo está siendo muy tímido en revelar su verdadera naturaleza."
GJ 1214b, se descubrió en diciembre de 2009, tiene 2,7 veces el diámetro de la Tierra y es 6,5 veces más masivo. Las Observaciones previas del tamaño del planeta y de su masa han demostrado que tiene una baja densidad para su tamaño, lo que ha llevado a los astrónomos a concluir que el planeta es una especie de cuerpo sólido con atmósfera.
El planeta orbita cerca de una débil estrella, a una distancia de 0.014 unidades astronómicas. Una unidad astronómica es la distancia entre la Tierra y el Sol, aproximadamente 147 millones de kilómetros. GJ 1214b orbita demasiado cerca de su estrella como para poder albergar cualquier tipo de vida.
Bean y su equipo observaron su luz infrarroja cuando el planeta pasaba por delante de su estrella. Durante estos tránsitos, la luz de la estrella es filtrada a través de la atmósfera. Los gases absorben la luz estelar en longitudes de onda particulares, dejando huellas químicas detectables desde la Tierra. Este mismo método se ha utilizado para estudiar las atmósferas de lejanos "Hot Jupiters", que son planetas similares a Júpiter que orbitan cerca de sus estrellas, y que contiene gases como hidrógeno, metano y vapor de sodio.
En el caso de la supertierra, no se detectaron huellas químicas, sin embargo, esto no significa que no haya compuestos químicas presentes. En cambio, esta información descarta algunas posibilidades para la atmósfera GJ 1214b, y acotando las posibilidades a una atmósfera de vapor de agua o de nubes altas. Los astrónomos creen que es más probable que la atmósfera sea demasiado delgada como para que se filtre suficiente luz y revele huellas químicas.
"Un atmósfera de vapor de agua debería de ser muy densa (alrededor de un quinto de vapor de agua en relación al volumen) comparada a la Tierra que tiene una atmósfera de cuatro quintas partes de nitrógeno y sólo un quinto de oxígeno y sólo un poco de vapor de agua", dijo Bean . "Durante el próximo año, deberíamos tener algunas respuestas sólidas sobre la naturaleza real de este planeta."
El equipo incluye a los coautores de Eliza Miller-Ricci Kempton, becaria de la NASA del programa Sagan en la Universidad de California, Santa Cruz, y a Derek Homeier del Instituto de Astrofísica de Gottingem, Alemania, examinó GJ 1214b mediante el Very Large Telescope emplazado en el Observatorio Paranal en Chile.
"Este es un paso importante hacia adelante, delimitando nuestro conocimiento sobre la atmósfera de este planeta", comentó Douglas Hudgins del Programa de Exploración de Exoplanetas de la NASA. "Los mundos extraños como éste convierten a las ciencias exoplanetaria en una de las áreas más atractivas de la astrofísica actual."
El Programa de Becas Sagan es administrado por el Instituto de Ciencias Exoplanetarias de la NASA en el Instituto Tecnológico de California en Pasadena. Su propósito es avanzar en los objetivos científicos y técnicos del Programa de Exploración de Exoplanetas de la NASA.
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