Un exoplaneta a unos 1.360 años luz de distancia está tan cerca de su estrella que sus nubes consisten en roca vaporizada.
Llamada WASP-178b, orbita WASP-178, una joven estrella blanca con el doble de la masa del Sol, en una órbita increíblemente corta de solo 3,3 días. En esta proximidad, las temperaturas en el mundo gaseoso están aumentando, tanto que se clasifica como ‘ultracaliente’. Júpiter‘, posiblemente el tipo de exoplaneta más extremo que conocemos.
Un nuevo estudio del clima en este mundo salvaje ha identificado, por primera vez, monóxido de silicio (SiO) en la atmósfera de un exoplaneta, brindándonos una nueva visión de estos mundos verdaderamente extraños.
«Todavía no tenemos una buena comprensión del clima en diferentes entornos planetarios», dijo el astrofísico David Sing de la Universidad Johns Hopkins.
«Cuando miras a la Tierra, todos nuestros pronósticos meteorológicos todavía están en sintonía con lo que podemos medir. Pero cuando vas a un exoplaneta distante, tienes poderes de predicción limitados porque no has construido una teoría general sobre cómo todo en un la atmósfera va de la mano y responde a condiciones extremas».
Los Júpiter calientes en particular son absolutamente fascinantes y maduros para el estudio. Como sugiere el nombre, estos mundos son gigantes gaseosos, como Júpiter, pero también son muy calientes porque están en órbitas extremadamente cercanas a sus estrellas, algunas giran en menos de un día.
Plantean un enigma interesante: no pueden haberse formado en su órbita actual, porque la gravedad, la radiación y los intensos vientos estelares deberían haber evitado que el gas se aglomerara. Sin embargo, hasta la fecha se han detectado más de 300 Júpiter calientes; los astrónomos creen que se forman más lejos de sus estrellas y migran hacia el interior.
WASP-178b tiene aproximadamente 1,4 veces la masa de Júpiter y aproximadamente 1,9 veces su tamaño. Hinchado por el calor de su estrella, el exoplaneta alcanza temperaturas de 2450 Kelvin (2177 grados Celsius o 3950 grados Fahrenheit). Esta temperatura es el punto ideal para detectar silicato vaporizado: los estudios teóricos han demostrado que, por encima de los 2000 Kelvin, se espera que el monóxido de silicio sea detectable.
Así es cómo. El exoplaneta pasa entre nosotros y su estrella anfitriona. Con cada tránsito, parte de la luz de la estrella es absorbida por los átomos de la atmósfera del exoplaneta; cada elemento absorbe o emite a una longitud de onda diferente, lo que significa que puede identificarse como una señal en el espectro de luz que recibe de la estrella.
La señal es absolutamente minúscula, como puedes imaginar, pero al apilar los tránsitos, los astrónomos pueden amplificar el espectro para obtener una señal legible. Con este método, se detectaron metales vaporizados como titanio, hierro y magnesio en las atmósferas de Júpiter calientes.
Un equipo de investigadores dirigido por Sing y su colega Josh Lothringer de la Universidad del Valle de Utah utilizó el Telescopio Espacial Hubble para obtener el espectro de WASP-178b y encontró una señal como nunca antes se había visto. Según su análisis, resultó ser silicio y magnesio.
«SiO, en particular, no se ha detectado previamente, hasta donde sabemos, en exoplanetas». escribieron en su papel«Pero la presencia de SiO en WASP-178b es consistente con las expectativas teóricas como la especie dominante de Si a altas temperaturas».
WASP-178b es, como todos los Júpiter calientes conocidos, atrapado por la marea a tu estrella Esto quiere decir que un lado mira permanentemente a la estrella, en día permanente, y el otro mira al lado opuesto en noche permanente. Esto produce una diferencia de temperatura significativa entre los dos hemisferios del exoplaneta, con una atmósfera giratoria girando entre los dos.
En el lado nocturno del exoplaneta, puede ser lo suficientemente frío como para que los vapores se condensen en nubes que caen más profundamente en la atmósfera, antes de regresar al lado diurno, donde los minerales se vaporizan nuevamente.
Los investigadores no pudieron ver ningún signo de esta condensación en WASP-178b. terminador, la línea que separa el día de la noche. Pero los resultados sugieren que el monóxido de silicio puede estar presente en otros exoplanetas para los cuales las observaciones detalladas del terminador son más visibles, a saber, WASP-76b. Si hay lluvias de rocas en un exoplaneta, este podría ser el lugar para encontrarlas.
Los resultados del equipo también muestran que estamos mejorando en la observación de las atmósferas misteriosas de mundos distantes. Este es un buen augurio para observar exoplanetas que son más pequeños y están más lejos de sus estrellas.
«Si no podemos averiguar qué sucede en los Júpiter súper calientes, donde tenemos datos de observación sólidos y confiables, no tendremos la oportunidad de averiguar qué sucede en los espectros más débiles al observar los exoplanetas terrestres». Lothringer dijo.
«Esta es una prueba de nuestras técnicas que nos permite desarrollar una comprensión general de las propiedades físicas, como la formación de nubes y la estructura atmosférica».
La investigación fue publicada en Naturaleza.
