Él Instituto de Astrofísica de Andalucía del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (IAA-CSIC) Forma parte del equipo internacional que ha identificado el viento más rápido jamás medido en un planeta, registrado en la atmósfera del gigante exoplaneta WASP-127b, situado a más de 500 años luz de la Tierra.
El descubrimiento, que proporciona información única sobre el clima extremo en un mundo distante, se logró con el instrumento Crires+, instalado en uno de los cuatro telescopios del Very Large Telescope (VLT) del Observatorio Europeo Austral (ESO) en Chile, según detalla . en una nota de prensa de este martes del IAA-CSIC.
Hace apenas unos años sólo era posible determinar dos características clave de los exoplanetas: su masa y su radio. Sin embargo, los recientes avances tecnológicos han abierto una ventana completamente nueva al estudio de estos mundos más allá de nuestro sistema solar.
Instrumentos de última generación, como Crires+, un espectrógrafo criogénico infrarrojo de alta resolución, desarrollado específicamente para buscar y caracterizar exoplanetas tipo súper Tierra potencialmente habitables, permiten «explorar la dinámica y la composición de sus atmósferas en detalle.»
Gracias a esta tecnología, un estudio reciente, en el que participa el IAA-CSIC, y que ha sido publicado en la revista científica ‘Astronomy & Astrophysics’, ha permitido descubrir una potente corriente en chorro que circula a velocidad supersónica a lo largo del ecuador del exoplaneta WASP-127b. «Este es el viento más rápido jamás medido en cualquier planeta conocido hasta la fecha», dijo Lisa Nortmann, investigadora de la Universidad de Göttingen en Alemania, que dirige el trabajo.
Este salto en precisión acerca a los científicos a una mejor comprensión de las condiciones en las que podrían surgir planetas similares a la Tierra. «Los planetas gigantes calientes son algo que no tenemos en nuestro Sistema Solar», destaca el investigador del IAA-CSIC y coautor del artículo, Denis Shulyak.
«Estudiar sus atmósferas con gran detalle es una forma de comprender los procesos químicos y dinámicos que llevaron a la formación de estos extraordinarios planetas y de probar nuestros modelos teóricos en casos únicos como WASP-127b», añadió.
El equipo internacional estudió la atmósfera del exoplaneta WASP-127b mediante espectroscopía infrarroja de alta resolución. Se le conoce como «Júpiter caliente» porque es similar en tamaño a este planeta del Sistema Solar, pero mucho menos masivo: «tiene sólo una sexta parte de su masa y con una temperatura atmosférica mucho mayor».
Esta alta temperatura se debe a una distancia orbital muy corta, ya que WASP-127b está cien veces más cerca de su estrella anfitriona, tipo G, que Júpiter del Sol. Su descubrimiento fue anunciado en 2016 y sigue siendo objeto de estudio. interesante, ya que sus características extremas lo convierten en «un laboratorio natural para comprender cómo se forman y evolucionan los planetas gigantes en diferentes sistemas».
Debido a la lejanía de este planeta, que impide su observación directa desde la Tierra, y al intenso brillo de su estrella, que oscurece cualquier luz emitida por el propio planeta, el equipo recurrió a un enfoque indirecto para su estudio.
Cuando el planeta pasa por delante de su estrella, parte de su luz atraviesa la atmósfera del planeta. Al analizar y comparar la luz recibida antes y durante el tránsito del exoplaneta a través del disco estelar, el equipo científico pudo «reconstruir las propiedades atmosféricas del planeta».
Los resultados confirman la presencia de vapor de agua y monóxido de carbono en la atmósfera de WASP-127b. Además, y para sorpresa de los investigadores, los análisis detallados de las formas de las líneas espectrales demostraron un perfil de velocidad de doble pico en el material atmosférico.
«Este descubrimiento indica que una parte de la atmósfera se acerca a nosotros a una asombrosa velocidad de nueve kilómetros por segundo, mientras que otra parte se aleja de nosotros a la misma velocidad, lo que sugiere la presencia de una poderosa corriente en chorro que circula a velocidad supersónica en el ecuador del planeta», han detallado desde el IAA-CSIC.
Este chorro se mueve casi seis veces más rápido que la rotación del planeta. «Esto es algo que nunca antes habíamos observado», afirmó Lisa Nortmann. En comparación, el viento más rápido medido en el Sistema Solar se encontró en Neptuno, moviéndose a 0,5 kilómetros por segundo.
Al mismo tiempo, los datos revelaron señales más débiles provenientes de los polos del planeta, lo que indica condiciones más frías en comparación con el ecuador y confirma la presencia de importantes variaciones latitudinales en su atmósfera.
Aunque esto ya se había observado en otros planetas del Sistema Solar, hasta la fecha había sido un desafío estudiar tales variaciones en planetas extrasolares. El Dr. Artie Hatzes, investigador principal del instrumento Crires+ y parte del equipo de investigación, asegura que capturar estos detalles de velocidad del material atmosférico de un exoplaneta sólo es posible con espectroscopía de alta resolución en un gran telescopio.
«Este descubrimiento resalta una de las razones por las que construimos Crires+. Nuestra capacidad de usarlo para resolver los finos detalles de las atmósferas de los exoplanetas nos brinda una mejor comprensión de estos mundos distantes y complementa los hallazgos de los telescopios espaciales».
Los resultados de este estudio allanan el camino para futuras investigaciones sobre las atmósferas de los exoplanetas, al tiempo que sientan las bases para la espectroscopia de alta resolución en futuros instrumentos como Andes, que se instalará en el Extremely Large Telescope (ELT) de ESO. .
Los datos de observación también ayudarán a guiar el trabajo teórico futuro, especialmente en la predicción de cómo los gigantes gaseosos (planetas masivos compuestos principalmente de gases) hacen circular el calor y los productos químicos.
El trabajo demuestra cómo instrumentos de alta resolución como Crires+ permiten a los astrónomos mapear los patrones climáticos de mundos distantes, incluso sin poder observar directamente sus superficies.
WASP-127b, con sus características atmosféricas únicas y sus rápidos vientos, proporciona un extenso caso de estudio sobre la dinámica atmosférica en planetas ubicados más allá del Sistema Solar.