El Telescopio Espacial James Webb (JWST) ha permitido caracterizar mejor los exoplanetas conocidos desde su puesta en servicio en 2022. Gracias a la investigación dirigida por un investigador del CNRS en el Observatorio de París-PSL, asociado a la Universidad de Grenoble Alpes, el telescopio capturó recientemente la imagen directa de un exoplaneta previamente desconocido.
Este descubrimiento, publicado en la revista Nature, es una primicia para el telescopio y se logró mediante un coronógrafo de fabricación francesa instalado en el instrumento MIRI del JWST.
Los exoplanetas son objetivos clave en la astronomía observacional, ya que ayudan a comprender mejor cómo se forman los sistemas planetarios, incluido el nuestro. Si bien se han detectado miles de ellos indirectamente, obtener imágenes de exoplanetas representa un verdadero desafío. Son menos brillantes y, vistos desde la Tierra, se encuentran muy cerca de su estrella; su señal, ahogada por la de la estrella, no destaca lo suficiente como para ser visible.
Para superar este problema, el CNRS desarrolló, en colaboración con el CEA, un accesorio telescópico para el instrumento MIRI del JWST: un coronógrafo. Este puede reproducir el efecto observado durante un eclipse: al enmascarar la estrella, es más fácil observar los objetos que la rodean, sin que su luz los oculte.
Esta técnica permitió al equipo, dirigido por un investigador del CNRS, descubrir un nuevo exoplaneta, el primero descubierto por el JWST. Se encuentra dentro de un disco de escombros rocosos y polvo.
Anillos en discos de escombros
Los científicos se han centrado en los objetivos de observación más prometedores: sistemas de varios millones de años que pueden observarse desde el polo, lo que permite observar los discos desde arriba. Los planetas recién formados en estos discos aún están calientes, lo que los hace más brillantes que sus homólogos más antiguos.
Los planetas de baja masa son, en principio, más fáciles de detectar en el rango térmico del infrarrojo medio, para el cual el JWST ha proporcionado una ventana de observación única. Entre los discos vistos de frente, dos atrajeron especialmente la atención de los investigadores, ya que observaciones previas revelaron estructuras concéntricas similares a anillos en su interior.
Hasta ahora, los científicos sospechaban que estas estructuras eran resultado de la interacción gravitacional entre planetas no identificados y planetesimales. Uno de los dos sistemas, llamado TWA 7, presenta tres anillos distintos, uno de los cuales es especialmente estrecho y está rodeado por dos áreas vacías con casi nada de materia.
La imagen obtenida por el JWST reveló una fuente en el corazón de este estrecho anillo. Tras descartar un posible sesgo de observación, los científicos concluyeron que, con gran probabilidad, se trataba de un exoplaneta. Simulaciones detalladas han confirmado la formación de un anillo delgado y un «agujero» en la posición exacta del planeta, lo cual coincide perfectamente con las observaciones realizadas con el JWST.
¿Qué perspectivas hay para el futuro descubrimiento de exoplanetas?
Llamado TWA 7 b, este nuevo exoplaneta es diez veces más ligero que los captados previamente en imágenes. Su masa es comparable a la de Saturno, que es aproximadamente el 30 % de la de Júpiter, el planeta más masivo del sistema solar. Este resultado marca un nuevo paso en la investigación y la obtención de imágenes directas de exoplanetas cada vez más pequeños, más similares a la Tierra que a los gigantes gaseosos del sistema solar.
El JWST tiene el potencial de llegar aún más lejos en el futuro. Por lo tanto, los científicos esperan capturar imágenes de planetas con tan solo el 10 % de la masa de Júpiter.
Este descubrimiento demuestra la relevancia de las futuras generaciones de telescopios espaciales y terrestres diseñados para la búsqueda de exoplanetas, especialmente con la ayuda de coronógrafos más avanzados. Ya se están identificando los sistemas más prometedores para estas futuras observaciones.
Con información de Nature
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