Astronomía

El telescopio espacial James Webb reveló un sorprendente mundo en el que llueve arena

Esto fue posible gracias al sistema MIRI, un instrumento del telescopio diseñado para capturar imágenes en infrarrojo, lo que permite visualizar planetas fríos, lejanos o cubiertos de polvo cósmico.

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MDZ Sociedad jueves, 16 de noviembre de 2023 · 13:24 hs
El telescopio espacial James Webb reveló un sorprendente mundo en el que llueve arena
Este planeta fue descubierto en 2017, pero recién ahora se conoce las características de su atmósfera Foto: NASA

El telescopio espacial James Webb realizó un importante descubrimiento en WASP-107b, un exoplaneta de dimensiones comparables a Júpiter, situado en la órbita de una estrella más fría y de menor masa que nuestro Sol. Este descubrimiento incluye la detección de vapor de agua y un extraño fenómeno: lluvia de arena.

Este logro es fruto del trabajo de un grupo internacional de astrónomos, liderado conjuntamente por la Universidad Católica de Lovaina en Bélgica. La clave para esta observación ha sido el uso de MIRI, un avanzado instrumento del telescopio espacial James Webb diseñado para la captura de imágenes en infrarrojo, que permite visualizar cuerpos celestes fríos, muy distantes o encubiertos por polvo cósmico.

WASP-107b es un exoplaneta gaseoso, con una masa cercana a la de Neptuno, pero de un tamaño considerablemente mayor, similar al de Júpiter. Esta característica le confiere una densidad relativamente baja en comparación con los gigantes gaseosos de nuestro propio sistema solar, lo que ha facilitado a los científicos el análisis de su atmósfera y la identificación de su compleja composición química.

El estudio, que fue publicado en la revista científica Nature, reveló que la atmósfera de WASP-107b contiene vapor de agua y dióxido de azufre, así como nubes formadas por silicato. Además, se descubrió la ausencia de metano, un importante gas de efecto invernadero, un detalle que aporta información vital sobre la dinámica atmosférica y la química del planeta.

Representación del planeta Fuente: Klaas Verpoest/Johan van Looveren/LUCA School of Arts/KU Leuven/PA

Nubes de arena

El hallazgo del dióxido de azufre fue una sorpresa, dado que los modelos previos al estudio habían predicho que no habría. Pero, aunque su estrella anfitriona emite una fracción relativamente pequeña de fotones de alta energía, la naturaleza esponjosa del planeta permite que estos fotones lleguen a las profundidades de la atmósfera y produzcan las reacciones químicas necesarias para generar dióxido de azufre.

Además, el equipo observó que tanto las características espectrales del dióxido de azufre como las del vapor de agua están significativamente disminuidas en comparación con lo que serían en un escenario sin nubes.

Respecto a las nubes, el equipo identificó su composición química, y detectó pequeñas partículas de silicato, un elemento primario de la arena.

En los planetas gaseosos que alcanzan temperaturas en torno a los 1.000 grados centígrados, las partículas de silicato pueden congelarse y formar nubes pero en WASP-107b, con una temperatura de unos 500 grados Celsius en la atmósfera exterior, los modelos tradicionales predecían que estas nubes se formarían a más profundidad en la atmósfera, donde las temperaturas son muchísimo más altas.

Pero las nubes de arena en lo alto de la atmósfera producen lluvia. ¿Cómo es posible que estas nubes de arena existan a gran altitud y sigan perdurando?. Según el autor principal, Michiel Min, que se vean "estas nubes de arena a gran altura en la atmósfera debe significar que las gotas de lluvia de arena se evaporan en capas más profundas, muy calientes, y el vapor de silicato resultante se desplaza eficazmente de nuevo hacia arriba, donde se recondensa para formar nubes de silicato una vez más. Esto es muy similar al ciclo del vapor de agua y las nubes en nuestra Tierra, pero con gotas hechas de arena".

Este continuo ciclo de sublimación y condensación a través del transporte vertical es responsable de la presencia duradera de nubes de arena en la atmósfera de WASP-107b, se explica en el estudio.

La investigación no solo arroja luz sobre el exótico mundo de WASP-107b, sino que también amplía los límites de nuestra comprensión de las atmósferas exoplanetarias y marca un hito en la exploración exoplanetaria, al revelar la intrincada interacción de las sustancias químicas y las condiciones climáticas en estos mundos distantes.

"JWST está revolucionando la caracterización de exoplanetas, proporcionando información sin precedentes a una velocidad extraordinaria", afirmó el autor principal, el profesor Leen Decin, de la Universidad Católica de Lovaina. 

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