Un exoplaneta gigante gaseoso a 634 años luz de distancia tiene una peculiaridad en su atmósfera que sugiere que puede haberse tragado un mundo más pequeño.
Es WASP-76b, y ya es famoso por ser uno de los exoplanetas más calientes de la galaxia. Girando alrededor de su estrella anfitriona una vez cada 1,8 días, WASP-76b alcanza temperaturas superiores a los 2000 grados Celsius, y análisis previos de su atmósfera sugirieron que llueve hierro líquido .
Ahora, dirigido por el astrónomo Stefan Pelletier de la Universidad de Montreal en Canadá, un equipo internacional de astrónomos ha vuelto a mirar este mundo salvaje. Han identificado al menos 11 elementos separados en la atmósfera del gigante gaseoso, con algunas abundancias que sugieren tendencias devoradoras de planetas.
Pelletier dijo:
“Verdaderamente raros son los momentos en que un exoplaneta a cientos de años luz de distancia puede enseñarnos algo que de otro modo probablemente sería imposible saber sobre nuestro propio Sistema Solar”.
“Este es el caso con este estudio”.
WASP-76b no es el exoplaneta más caliente conocido en la galaxia , pero pertenece a la categoría de los mismos. Estos mundos se conocen como Júpiter calientes, gigantes gaseosos que se encuentran tan cerca de sus estrellas que alcanzan temperaturas alucinantes. Si bien los Júpiter calientes suelen ser gigantes gaseosos con masas similares a las de Júpiter, tienen radios mucho más grandes porque el calor hace que sus atmósferas se expandan.
Este es el caso de WASP-76b: tiene aproximadamente el 90 por ciento de la masa de Júpiter, con un radio de aproximadamente el 185 por ciento del de Júpiter. Y orbita su estrella de tal manera que pasa entre nosotros y ella, lo que significa que la luz de la estrella brilla a través de la atmósfera del exoplaneta durante los tránsitos. Los astrónomos pueden analizar la luz de la estrella para ver cómo cambia durante estos tiempos y diseccionar el espectro para descubrir qué elementos están causando esos cambios.
Pelletier y sus colegas utilizaron un instrumento llamado MAROON-X en el telescopio Gemini North para obtener estos s. Los separaron para identificar y cuantificar los elementos que se arremolinaban en la abrasadora atmósfera de WASP-76b.
Además del hierro ya observado en la atmósfera del exoplaneta, el equipo encontró sodio, calcio, cromo, litio, hidrógeno, vanadio, magnesio, nitrógeno, manganeso, potasio y bario.
También encontraron óxido de vanadio, que es particularmente interesante: es la primera vez que esta molécula se detecta sin ambigüedades en un exoplaneta. Pelletier explica:
“Esta molécula es de gran interés para los astrónomos porque puede tener un gran impacto en la estructura atmosférica de los planetas gigantes calientes”.
“Esta molécula juega un papel similar al del ozono , ya que es extremadamente eficiente para calentar la atmósfera superior de la Tierra”.
Algunos elementos parecían estar relativamente ausentes. El equipo no encontró rastros de metales como el titanio y el aluminio, que tienen puntos de fusión altos en comparación con lo que estaba presente en sus observaciones. Esto, piensa el equipo, podría significar que las atmósferas superiores de los Júpiter calientes son muy sensibles a la temperatura y pueden variar bastante, incluso si sus temperaturas parecen cercanas.
Curiosamente, la abundancia de algunos de los elementos que encontraron fue muy similar a la que se observa en la estrella anfitriona de WASP-76b, y también en el Sol. Pero son muy diferentes de las abundancias que se ven en mundos rocosos como la Tierra, Venus, Marte y Mercurio. Esto podría ser una pista sobre cómo se forman los planetas gigantes gaseosos.
Los planetas rocosos se forman gradualmente, de abajo hacia arriba, aglomeraciones de rocas que se pegan como una bola de Katamari . Las estrellas se forman de arriba hacia abajo, a partir de una densa masa de material en una nube de gas que colapsa bajo la gravedad y acumula gas para crecer. La composición de WASP-76b podría significar que los gigantes gaseosos, o algunos gigantes gaseosos, se forman de manera similar a las estrellas.
Pero los elementos que no coincidían del todo con estas abundancias también fueron interesantes, dicen los investigadores. Sugieren un caso, en algún momento, de crimen de planeta en planeta.
El astrofísico Mohamad Ali-Dib de la Universidad de Nueva York Abu Dhabi en los Emiratos Árabes Unidos dijo:
“Este es el primer estudio que mide la abundancia de elementos químicos como el níquel, el magnesio y el cromo con alta precisión en cualquier planeta gigante”.
“Las desviaciones de sus valores de lo esperado nos llevaron a postular que WASP-76b podría haberse tragado otro planeta mucho más pequeño, uno con la misma composición química de Mercurio”.
Los resultados sugieren que solo estamos arañando la superficie de lo que estos mundos extraños y extremos pueden decirnos sobre las diferentes formas en que los planetas pueden formarse y existir en nuestra galaxia.
Benneke dijo:
“Generaciones de investigadores han utilizado las abundancias medidas de hidrógeno y helio de Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno para comparar las teorías de formación de planetas gaseosos”.
“Del mismo modo, las mediciones de elementos más pesados como el calcio o el magnesio en WASP-76 b ayudarán a comprender mejor la formación de planetas gaseosos”.
