Órbita de WASP-43b alrededor de su estrella. Los colores representan las temperaturas en la atmósfera del planeta. Crédito: NASA, ESA y Z. Levay (STScI).
Utilizando el Telescopio Espacial Hubble de NASA/ESA, un equipo de científicos ha construido el mapa más detallado hasta ahora de la temperatura de la atmósfera de un exoplaneta, determinando además la cantidad de agua que contiene. El planeta estudiado, WASP-43b, es un planeta del tamaño de Júpiter, pero con el doble de masa y en una órbita muchísimo más cerca de su estrella que Mercurio del Sol. Tiene uno de los años más cortos medidos hasta ahora: apenas 19 horas.
El equipo de investigación, que trabajó en dos estudios, ha creado detallados mapas climáticos de WASP-43b. Uno de los estudios mapeó la temperatura en diferentes capas en la atmósfera del planeta, y el otro calculó la cantidad y distribución del vapor de agua en la atmósfera.
“Nuestras observaciones son las primeras de su tipo en términos de proporcionar un mapa bidimensional de la estructura térmica del planeta”, dijo Kevin Stevenson de la Universidad de Chicago, autor principal del estudio térmico. “Estos mapas pueden ser usados para limitar los modelos de circulación que predicen cómo es transportado el calor desde el lado diurno y caliente al lado nocturno y frío de un exoplaneta”.
El planeta está fijado por marea, lo que significa que mantiene siempre el mismo hemisferio hacia la estrella, al igual que la Luna con respecto a la Tierra. Las observaciones del Hubble muestran que el exoplaneta tiene vientos con velocidades cercanas a la del sonido desde el lado diurno –el que es tan caliente que puede fundir el hierro- hacia el lado nocturno. Los lados diurno y nocturno del exoplaneta pueden alcanzar 1.500 grados y 500 grados Celsius respectivamente.
Para estudiar la atmósfera de WASP-43b se combinó dos métodos de análisis de exoplanetas por primera vez: espectroscopia de transmisión y espectroscopia de emisión.
Al observar cómo es filtrada luz de la estrella madre por la atmósfera del exoplaneta (espectroscopia de transmisión), determinar la abundancia de agua en el límite entre los hemisferios diurno y nocturno.
Para realizar el mapa con mayor detalle, se midió las abundancias de agua y temperaturas en diferentes longitudes. Gracias a la extraordinaria precisión y estabilidad de los instrumentos del telescopio Hubble fue posible sustraer más del 99,95% de la luz de la estrella madre, permitiendo estudiar la luz procedente del planeta (espectroscopia de emisión). Al hacerlo en diferentes puntos de la órbita del planeta, pudieron mapear la atmósfera en sus diferentes longitudes.
Fue posible observar tres años del planeta, durante un periodo de cuatro días terrestres, lo que fue esencial para crear el primer mapa global de la temperatura de un planeta y estudiar su atmósfera para saber qué elementos contiene y en qué lugar, lo que proporciona pistas vitales para comprender cómo se forman los planetas.
El equipo descubrió que WASP-43b refleja muy poca de la luz estelar que recibe y que, debido a sus altas temperaturas, toda el agua presente en su atmósfera se encuentra en estado gaseoso.
Se cree que el agua desempeña un papel importante en la formación de los planetas gaseosos gigantes. Los astrónomos piensan que los cometas y objetos similares impactan en gran cantidad a los planetas jóvenes, entregando la mayor parte del agua y otras moléculas que se puede observar. Sin embargo, las abundancias de agua en los planetas gigantes del Sistema Solar es poco conocida debido a que el agua se encuentra capturada en forma de hielo en las profundidades de sus atmósferas, lo que la hace difícil de identificar.
El artículo “A Precise Water Abundance Measurement for the Hot Jupiter WASP-43b” fue publicado en la edición del 1 de octubre de 2014 de The Astrophysical Journal Letters.
El estudio “Thermal structure of an exoplanet atmosphere from phase-resolved emission spectroscopy” fue publicado en la edición del 14 de noviembre de 2014 de la revista Science.
Fuente: Space Telescope
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