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El elemento más pesado detectado hasta ahora en la atmósfera de un exoplaneta

Usando el Very Large Telescope (VLT) del Observatorio Europeo Austral, los astrónomos han descubierto el elemento más pesado jamás encontrado en la atmósfera de un exoplaneta: el bario. Se sorprendieron al descubrir bario a gran altura en las atmósferas de los gigantes gaseosos ultracalientes WASP-76 b y WASP-121 b, dos exoplanetas, planetas que orbitan estrellas fuera de nuestro sistema solar. Este descubrimiento inesperado plantea preguntas sobre cómo pueden ser estas atmósferas exóticas.

«La parte desconcertante y contraria a la intuición es: ¿por qué hay un elemento tan pesado en las capas superiores de la atmósfera de estos planetas?» dice Tomás Azevedo Silva, Ph.D. estudiante de la Universidad de Oporto y del Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA) en Portugal que dirigió el estudio publicado hoy en Astronomy & Astrophysics.

WASP-76 b y WASP-121 b no son exoplanetas ordinarios. Ambos se conocen como Júpiter ultracalientes, ya que son comparables en tamaño a Júpiter y tienen temperaturas superficiales extremadamente altas que superan los 1000°C. Esto se debe a su proximidad a sus estrellas anfitrionas, lo que también significa que una órbita alrededor de cada estrella toma solo uno o dos días. Esto le da a estos planetas características bastante exóticas; en WASP-76 b, por ejemplo, los astrónomos sospechan que llueve hierro.

Pero aun así, los científicos se sorprendieron al encontrar bario, que es 2,5 veces más pesado que el hierro, en las atmósferas superiores de WASP-76 b y WASP-121 b. «Dada la alta gravedad de los planetas, esperaríamos que elementos pesados ​​como el bario cayeran rápidamente en las capas inferiores de la atmósfera», explica el coautor Olivier Demangeon, investigador también de la Universidad de Oporto e IA.

La impresión de este artista muestra un exoplaneta ultracaliente, un planeta más allá de nuestro Sistema Solar, cuando está a punto de transitar frente a su estrella anfitriona. Cuando la luz de la estrella atraviesa la atmósfera del planeta, es filtrada por los elementos químicos y las moléculas de la capa gaseosa. Con instrumentos sensibles, las firmas de esos elementos y moléculas se pueden observar desde la Tierra. Utilizando el instrumento ESPRESSO del Very Large Telescope de ESO, los astrónomos han encontrado el elemento más pesado hasta ahora en la atmósfera de un exoplaneta, el bario, en los dos Júpiter ultracalientes WASP-76 b y WASP-121 b. Crédito: ESO/M. Kornmesser

«Esto fue en cierto modo un descubrimiento ‘accidental'», dice Azevedo Silva. «No esperábamos ni buscábamos bario en particular y tuvimos que verificar que en realidad provenía del planeta, ya que nunca antes se había visto en ningún exoplaneta».

El hecho de que se haya detectado bario en las atmósferas de estos dos Júpiter ultracalientes sugiere que esta categoría de planetas podría ser incluso más extraña de lo que se pensaba anteriormente. Aunque ocasionalmente vemos bario en nuestros propios cielos, como el color verde brillante en los fuegos artificiales, la pregunta para los científicos es qué proceso natural podría causar que este elemento pesado se encuentre a altitudes tan altas en estos exoplanetas. «Por el momento, no estamos seguros de cuáles son los mecanismos», explica Demangeon.

En el estudio de las atmósferas de los exoplanetas, los Júpiter ultracalientes son extremadamente útiles. Como explica Demangeon, «Al ser gaseosos y calientes, sus atmósferas están muy extendidas y, por lo tanto, son más fáciles de observar y estudiar que las de los planetas más pequeños o más fríos».

Determinar la composición de la atmósfera de un exoplaneta requiere un equipo muy especializado. El equipo usó el instrumento ESPRESSO en el VLT de ESO en Chile para analizar la luz de las estrellas que se había filtrado a través de las atmósferas de WASP-76 b y WASP-121 b. Esto permitió detectar claramente varios elementos en ellos, incluido el bario.

Estos nuevos resultados muestran que solo hemos arañado la superficie de los misterios de los exoplanetas. Con instrumentos futuros como el espectrógrafo Echelle de alta dispersión ArmazoNes de alta resolución (ANDES), que operará en el próximo Extremely Large Telescope (ELT) de ESO, los astrónomos podrán estudiar las atmósferas de exoplanetas grandes y pequeños, incluidos los de planetas rocosos. similar a la Tierra, con mucha mayor profundidad y para recopilar más pistas sobre la naturaleza de estos extraños mundos.

Esta investigación se presentó en el artículo «Detección de bario en las atmósferas de los gigantes gaseosos ultracalientes WASP-76b y WASP-121b», que aparecerá en Astronomy & Astrophysics.

Con información de la ESO

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Skycr_editorhttps://hdavila.com/
Homer Dávila. Máster en geología. Miembro de la International Meteor Organization. Astronomía, radioastronomía, cosmología y ciencia planetaria.
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