martes, julio 16

el último descubrimiento de James Webb

Ya sabíamos de la capacidad del telescopio espacial James Webb para registrar imágenes sin precedentes, tanto desde el cielo profundo como de nostros planetas los vecinos en el Sistema Solar. Pero no es solo capaz de obtener estas instantáneas: también fue diseñado para analizar la emisión infrarroja de objetos frios mucha distancia Por ejemplo, los planetas extrasolares o exoplanetas.

Tras el estudio del espectro de emisión del exoplaneta VHS 1256b (situado a 40 años luz de la Tierra y 19 veces más masivo que Júpiter), un equipo internacional de investigadores Ha llegado a la siguiente conclusión: este planeta extrasolar gigante contiene granos de arena en su atmósfera, así como agua, metano y monóxido de carbono.

Se trata de la primera vez que se lograrán identificar al mismo tiempo un número tan alto de moléculas en un planeta fuera del Sistema Solar.

Antes de comentar los nuevos resultados, adentrémonos en el mundo de los extrasolares planets.

Más allá del Sistema Solar

Desde el colegio estudiamos los planetas del Sistema Solar (incluyendo cantado bajo los numerosordenándolos según su proximidad al Sol).

De este selecto grupo de ocho (Plutón pasó a ser considerado un planeta enanosoltera hoy hay una controversia), cuatro son planetas rocosos (Mercurio, Venus, la Tierra y Marte) y los otros cuatro, los más alejados del Sol, gigantes gaseosos (Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno). En la antigüedad se les denominaba estrellas errantesdebido a que su posicion en el firmamento no era constante como en el caso de las estrellas fijas.

Aunque los astrónomos supusieron la existencia de planetas fuera del Sistema Solar, no fue hasta el 6 de octubre de 1995 cuando se decubrió el primer exoplaneta, que orbitaba una estrella de la secuencia principal. Se trata del exoplaneta 51 Pegasi bde tamaño mayor que Júpiter y que gira alrededor de la Estrella Helveciosa unos 50 años luz de nosotros.

Los hallazgos no dejaron de aumentar. por ejemplo, el supertierra Gliese 876 d (uno de los primeros exoplanetas terrestres) y el sistema planetario TRAPPIST-1.

La imagen superior es curiosa : siete exoplanetas rocosos (de tamaño similar a la Tierra) orbitan alrededor de una estrella enana roja. Como fecha significativa, la distancia de estos planetas a su estrella es mucho menor que la del planeta Mercurio al Sol.

Naciones Unidas en el planeta más lejano (TRAPPIST-1h) tiene una duración de 18,8 días terrestres, mientras que el más cercano (TRAPPIST-1b) completa una revolución en tan solo 1,5 días.

Precisamente, un estudio TRAPPIST-1b reciente (basado en los datos de emisión infrarrojos recogidos por el James Webb) muestra un exoplaneta sin atmósfera significativa con una temperatura de hasta 230 grados centígrados en su lado diurno.

Hasta el año 2022 la NASA tuvo confirmados unos 5000 exoplanetas de entre los cientos de miles de millones que puede albergar nuestra galaxia. Recientemente, el hallazgo del exoplaneta TOI 700 e (de tamaño similar a Tierra y dentro de la llamada sala de estar) ha cobrado importancia, pues podría albergar agua líquida en su superficie. son los planetas perfectos para el desarrollo de la vida, tal como la conocemos.

Pero, ¿cómo han sido capaces los astronomos de detectar estos exoplanetas?

Métodos para detectar exoplanetas

Es probable que tengamos en minte alguna imagen de un planeta del Sistema Solar capturado por potentes telescopios terrestres o espaciales (capaces de capturar la luz reflejada por tales objetos frios). Por ejemplo, en esta instantánea de Júpiter tomada por el telescopio espacial Hubble (y registrado en el visible, infrarrojo y ultravioleta) se pueden apreciar detalles sin precedentes de este gigante gaseoso.

El problema con este método de detección directamente radica en la dificultad de captar la luz tan sostenida reflejada por un exoplaneta lejano (donde, en la mayoría de los casos, quedarían deslumbrados por la estrella madre).

Aún así, los astrónomos han sido capaces de fotografiar un planeta extrasolar (2M1207b) orbitando alrededor de su estrella (2M1207).

Además, existen métodos indirectos de detección ampliamente utilizados en astronomía. Destacan atrás:

  1. Velocidades radiales: basadas en las variaciones de velocidad de una estrella central por efecto gravitacional de un planeta (en principio, invisible) orbitando en el torso a ella. Este método ha resultado muy útil para detectar exoplanetas de mayor tamaño cercano a su estrella central.

  2. Tránsitos: consiste en observar la disminución de la intensidad de la luz de una estrella cuando un exoplaneta orbita delante de ella. También ha sido muy exitoso a la hora de hallar planetas extrasolares de gran tamaño.

El exoplaneta turbulento VHS 1256b

Volviendo a nuestro exoplaneta VHS 1256b, este gigante gaseoso orbita sus dos estrellas a una distancia cuatro veces mayor de lo que Plutón lo hace alrededor del Sol, completando una revolución en unos 10 000 años.

En consecuencia, la luz emitida por su atmósfera no va a mezclarse con la de sus estrellas madres. Esto le permite obtener resultados muy fiables de su composición y dinámica.

Por otro lado, Webb no ha analizado este planeta mediante los métodos indirectos descritos anteriormente. Además, registró el espectro de emisión de su atmósfera turbulenta (que alcanzó una temperatura de 815 ⁰C) mediante dos de sus instrumentos a bordo.

De esta forma, el gráfico de la figura superior muestra la radiación emitida por VHS 1256b, frente a las longitudes de onda en el infrarrojo en las que operan los instrumentos NIRSpec (eje horizontal, desde 1 hasta 5 micrófonos) y MIRI (de 5 a 28 micras).

Se sabe que, para un rango específico de longitudes de onda, la curva presenta una emisión máxima (asociados con los distintos compuestos químicos presentes en la atmósfera del exoplaneta). En particular, el James Webb ha sido capaz de identificar agua, metano, monóxido de carbono y silicatos en la atmósfera de VHS 1256b.

La presencia de estos granos de silicatos de mayor tamaño es lo que los científicos autres de este hallazgo catalogan como partículas de arena muy calientes. Por otro lado, los granos más finos podrían parecerse a partículas diminutas en el humo.

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Se trata del mayor número de moléculas identificadas al mismo tiempo en un planeta extrasolar (debido al amplio rango de longitudes de onda en el infrarrojo que los instrumentos NIRSpec y MIRI pueden medir).

¿Logrará el James Webb detectar otras moléculas como el oxígeno o el dióxido de carbono en la atmósfera de planetas muy lejanos? Case con toda seguridad, se trata de una cuestión de tiempo.