Un exoplaneta pierde su atmósfera en forma de cola

Un exoplaneta pierde su atmósfera en forma de cola
6 de diciembre de 2018 EXOPLANETKYOTO.ORG/

MADRID, 6 Dic. (EUROPA PRESS) -

El exoplaneta gigante WASP-69b lleva una cola, similar a un cometa, formada por partículas de helio que escapan de su campo gravitatorio impulsado por la radiación ultravioleta de su estrella.

Los resultados de este trabajo, dirigido por científicos del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), se publican este jueves en la revista 'Science'.

Para detectar la atmósfera del exoplaneta gigante WASP-69b, los científicos utilizaron el instrumento CARMENES, instalado en el telescopio de 3,5 metros del Observatorio de Calar Alto, ubicado en Almería. Este espectrógrafo cubre simultáneamente el rango de longitud de onda visible y el infrarrojo cercano en alta resolución espectral. Esto ha permitido revelar la composición de la atmósfera de este exoplaneta y sacar conclusiones sobre la velocidad de las partículas de helio que abandonan el campo gravitatorio del planeta y la longitud de la cola que producen.

El planeta fue observado durante un tránsito, cuando el planeta pasó frente a su estrella anfitriona. Durante este evento, el planeta y su atmósfera eclipsan parte de la luz estelar. "Observamos una atenuación más fuerte y duradera de la luz de las estrellas en una región del espectro donde el gas helio absorbe la luz --afirma la autora principal del artículo, Lisa Nortmann, investigadora del IAC--. La mayor duración de esta absorción nos permite inferir la presencia de una cola".

Los autores también han analizado otros cuatro planetas de manera similar: los exoplanetas calientes HD 189733b y HD 209458b, que tienen una masa similar a la de Júpiter, el planeta gigante extremadamente caliente KELT-9b y el cálido exoplaneta del tamaño de Neptuno GJ 436b. El análisis no muestra exoesferas extensas de helio alrededor de los últimos tres planetas, lo que desafía las previsiones teóricas anteriores. El caliente HD 189733b, por otro lado, revela una clara señal de absorción de helio, aunque aquí, la envoltura de helio es más compacta y no forma una cola.

El equipo también investigó las estrellas anfitrionas de los cinco exoplanetas utilizando datos de la Misión de Rayos X Multi-Mirror de la Agencia Espacial Europea (ESA XMM-Newton). Los resultados indican que el helio se detecta en las atmósferas de aquellos planetas que reciben la mayor cantidad de rayos X y la radiación ultravioleta extrema de sus estrellas anfitrionas. "Este es un primer gran paso para descubrir cómo evolucionan las atmósferas de exoplanetas a lo largo del tiempo y de qué podría derivar la distribución de masas y radios de la población observada de planetas de super-tierra y mini-Neptuno", dice Enric Pallé, investigador de IAC y autor de la publicación.

EL HELIO AYUDA AL ESTUDIO DEL ESCAPE ATMOSFÉRICO DE EXOPLANETAS

Los resultados de dichos estudios podrían confirmar que la radiación extrema de la estrella anfitriona puede despojar la envoltura gaseosa de planetas gigantes (similares a Júpiter o Neptuno) y convertirlos en planetas rocosos con densidades similares a Venus o la Tierra.

"En el pasado, los estudios de escape atmosférico, como el que hemos visto en WASP-69b, se basaban en observaciones espaciales del hidrógeno en el ultravioleta lejano, una región espectral de acceso muy limitado y muy afectada por la absorción interestelar", afirma Michael Salz, investigador de la Universidad de Hamburgo y primer autor de una publicación complementaria del mismo equipo, que se centra en los detalles de la detección en HD 189733b que se publicará en la revista 'Astronomy & Astrophysics'. "Nuestros resultados --continúa-- muestran que el helio es un nuevo trazador muy prometedor para estudiar el escape atmosférico en exoplanetas".

Esta nueva línea de investigación permitirá a la comunidad de científicos especializados en caracterizar atmósferas de exoplanetas comparar los procesos de evaporación en una gran muestra de planetas y responder a preguntas como si los planetas con periodos orbitales ultra cortos son en realidad los núcleos evaporados de antiguos Júpiter calientes.

El instrumento CARMENES fue desarrollado por un consorcio de 11 instituciones españolas y alemanas, incluido el IAC. Fue diseñado para buscar planetas de tipo terrestre en la zona habitable de estrellas M, la región alrededor de una estrella donde las condiciones permiten la existencia de agua líquida. Los resultados publicados ahora demuestran la capacidad del instrumento para contribuir significativamente al campo de investigación de la atmósfera de exoplanetas.

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