20 de febrero de 2020
 

Cómo usar el telescopio Webb para descubrir atmósferas en mundos rocosos

Actualizado 04/12/2019 14:22:33 CET
Impresión artística de un planeta rocoso
Impresión artística de un planeta rocoso - L. HUSTAK AND J. OLMSTED (STSCI)

   MADRID, 4 Dic. (EUROPA PRESS) -

   Un equipo de astrónomos propone un nuevo método para usar el esperado telescopio James Webb, que la NASA lanzará en 2021, para determinar si un exoplaneta rocoso tiene una atmósfera.

   La técnica, que consiste en medir la temperatura del planeta a medida que pasa detrás de su estrella y luego vuelve a aparecer, es significativamente más rápida que los métodos más tradicionales de detección atmosférica como la espectroscopía de transmisión.

   "Descubrimos que Webb podría inferir fácilmente la presencia o ausencia de una atmósfera alrededor de una docena de exoplanetas rocosos conocidos con menos de 10 horas de tiempo de observación por planeta", dijo en un comunicado Jacob Bean de la Universidad de Chicago, coautor de tres estudios al respecto publicados en Astrophysical Journal.

   Los astrónomos están particularmente interesados en los exoplanetas que orbitan alrededor de las estrellas enanas rojas por varias razones. Estas estrellas, que son más pequeñas y más frías que el Sol, son el tipo de estrella más común en nuestra galaxia. Además, debido a que una enana roja es pequeña, un planeta que pasa frente a ella parecerá bloquear una fracción mayor de la luz de la estrella que si la estrella fuera más grande, como nuestro Sol. Esto hace que el planeta en órbita alrededor de una enana roja sea más fácil de detectar a través de esta técnica de "tránsito".

   Las enanas rojas también producen mucho menos calor que nuestro Sol, por lo que para disfrutar de temperaturas habitables, un planeta necesitaría orbitar bastante cerca de una estrella enana roja. De hecho, para estar en la zona habitable, el área alrededor de la estrella donde podría existir agua líquida en la superficie de un planeta, el planeta tiene que orbitar mucho más cerca de la estrella que Mercurio del Sol. Como resultado, transitará la estrella con más frecuencia, lo que facilitará las observaciones repetidas.

   Pero un planeta que orbita tan cerca de una enana roja está sujeto a condiciones difíciles. Las enanas rojas jóvenes son muy activas, lanzando grandes erupciones y erupciones de plasma. La estrella también emite un fuerte viento de partículas cargadas. Todos estos efectos podrían eliminar la atmósfera de un planeta, dejando atrás una roca desnuda. "La pérdida atmosférica es la principal amenaza existencial para la habitabilidad de los planetas", dijo Bean.

   Otra característica clave de los exoplanetas que orbitan cerca de las enanas rojas es fundamental para la nueva técnica: se espera que estén bloqueados marealmente, lo que significa que tienen un lado permanente durante el día y la noche. Como resultado, vemos diferentes fases del planeta en diferentes puntos de su órbita. Cuando cruza la cara de la estrella, solo vemos el lado nocturno del planeta. Pero cuando está a punto de cruzar detrás de la estrella (un evento conocido como eclipse secundario), o está emergiendo desde detrás de la estrella, podemos observar el lado del día.

   Si un exoplaneta rocoso carece de atmósfera, su lado diurno sería muy caluroso, tal como lo vemos con la Luna o Mercurio. Sin embargo, si un exoplaneta rocoso tiene una atmósfera, se espera que la presencia de esa atmósfera disminuya la temperatura diurna que Webb mediría. Podría hacer esto de dos maneras. Una atmósfera espesa podría transportar calor del lado del día al lado de la noche a través de los vientos. Una atmósfera más delgada aún podría albergar nubes, que reflejan una parte de la luz estelar entrante, lo que reduce la temperatura del lado del planeta.

   "Cada vez que detecte una atmósfera, va a bajar la temperatura del lado diurno. Entonces, si vemos algo más frío que la roca desnuda, inferiríamos que es probablemente una señal de una atmósfera", explicó Daniel Koll, del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT), el autor principal de dos de los artículos.

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