Descubrieron un exoplaneta tan extraño que no se imaginaba ni en la ciencia ficción
Un equipo internacional de astrónomos logró mapear, por primera vez, la atmósfera de un exoplaneta en tres dimensiones y descubrieron la presencia de tres capas diferenciadas. En la más baja, los vientos contienen hierro, mientras que en la intermedia una corriente de chorro extremadamente rápida transporta sodio. La capa superior, en tanto, está dominada por vientos de hidrógeno.
Esta compleja dinámica atmosférica nunca se había observado en otro planeta. Además, el exoplaneta presenta una notable diferencia térmica entre sus hemisferios: uno de ellos permanece constantemente expuesto a la radiación de su estrella y alcanza temperaturas extremas, mientras que el otro es significativamente más frío.
El estudio, llevado a cabo con el Very Large Telescope (VLT) del Observatorio Europeo Austral (ESO), representa un avance significativo en el análisis de la composición y el clima de exoplanetas. "La atmósfera de este planeta se comporta de maneras que desafían nuestra comprensión de cómo funciona el clima, no solo en la Tierra, sino en todos los planetas. Parece sacado de la ciencia ficción", señaló Julia Victoria Seidel, investigadora del ESO en Chile y autora principal del estudio.
El planeta, denominado WASP-121b o Tylos, se encuentra a aproximadamente 900 años luz de la Tierra, en la constelación de Puppis. Es un Júpiter ultracaliente, un gigante gaseoso que orbita tan cerca de su estrella anfitriona que completa un año en apenas 30 horas terrestres.
Los detalles de la investigación fueron publicados en la revista Nature.
Una corriente de chorro única
Los astrónomos lograron analizar las capas más profundas de la atmósfera de Tylos mediante un modelo tridimensional, lo que permitió examinar el comportamiento del clima en un exoplaneta con un nivel de detalle sin precedentes. "Lo que vimos fue sorprendente: una corriente en chorro hace girar el material alrededor del ecuador del planeta, mientras que un flujo separado en los niveles más bajos de la atmósfera mueve el gas del lado caliente al lado más frío. Este tipo de clima no se ha visto antes en ningún planeta", explicó Seidel.
La corriente en chorro detectada abarca la mitad del planeta y adquiere velocidad a medida que se desplaza sobre la región más caliente, generando un intenso movimiento en la atmósfera superior. "En comparación, incluso los huracanes más fuertes del Sistema Solar parecen tranquilos", agregó la investigadora.
Para determinar la estructura tridimensional de la atmósfera, el equipo utilizó el instrumento ESPRESSO del VLT, que permitió combinar la luz de cuatro unidades de telescopio en una sola señal. Esta técnica posibilitó la recolección de una cantidad de luz cuatro veces mayor que la obtenida con una sola unidad individual.
Durante el tránsito del planeta frente a su estrella, ESPRESSO identificó las firmas espectrales de diversos elementos químicos, lo que facilitó la distinción de las diferentes capas atmosféricas. "El VLT nos permitió sondear tres capas diferentes de la atmósfera del exoplaneta de una sola vez", explicó Leonardo A. dos Santos, investigador del Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial en Baltimore, Estados Unidos, y coautor del estudio.
La inesperada presencia de titanio
En un estudio complementario, publicado en la revista Astronomy and Astrophysics, los investigadores identificaron rastros de titanio en las capas inferiores de la atmósfera de Tylos. Este descubrimiento resultó inesperado, ya que en estudios previos no se había detectado la presencia de este elemento, posiblemente porque se encuentra oculto en las profundidades atmosféricas.
"Es realmente alucinante que podamos estudiar detalles como la composición química y los patrones climáticos de un planeta a una distancia tan grande", expresó Bibiana Prinoth, estudiante de doctorado en la Universidad de Lund, Suecia, y coautora del estudio.
No obstante, para analizar atmósferas de exoplanetas más pequeños y similares a la Tierra, será necesario contar con telescopios de mayor envergadura. En este sentido, el Extremely Large Telescope (ELT) del ESO, actualmente en construcción en Chile, desempeñará un papel clave en futuras investigaciones. "El ELT cambiará las reglas del juego para el estudio de las atmósferas de los exoplanetas", concluyó Prinoth.