El «clima» de una enana marrón cercana ha sido cartografiado con un detalle sin precedentes

Investigadores de la Universidad McGill y otras instituciones colaboradoras han cartografiado las características atmosféricas de una enana marrón de masa planetaria, un tipo de objeto espacial que no es ni una estrella ni un planeta, sino que se encuentra en una categoría intermedia. La masa de esta enana marrón en particular, sin embargo, está justo en el límite entre ser un planeta similar a Júpiter y una enana marrón. Por ello, también se la ha denominado planeta errante o errante, no ligado a una estrella.

Utilizando el Telescopio Espacial James Webb (JWST), el equipo captó sutiles cambios en la luz de SIMP 0136, revelando patrones climáticos complejos y cambiantes en su superficie. El trabajo se publica en The Astrophysical Journal.

«Aunque actualmente no podemos obtener imágenes directas de planetas habitables alrededor de otras estrellas, podemos desarrollar métodos para estudiar la meteorología y la composición atmosférica de mundos muy similares», afirmó Roman Akhmetshyn, estudiante de maestría en física de McGill y autor principal del estudio.

SIMP 0136 se encuentra a unos 20 años luz de distancia, en dirección a la constelación de Piscis. Con una masa aproximadamente 13 veces mayor que la de Júpiter, es demasiado pequeño para mantener la fusión nuclear que alimenta a las estrellas, pero demasiado grande para ser considerado un planeta común. Probablemente se formó como una estrella antes de enfriarse y atenuarse a lo largo de cientos de millones de años.

SIMP 0136 es un planeta errante que vaga solo por el espacio, y su entorno aislado lo convierte en un laboratorio ideal para estudiar las atmósferas de los gigantes gaseosos sin la interferencia de la luz estelar.

Observando nubes alienígenas

Los investigadores utilizaron el generador de imágenes de infrarrojo cercano y espectrógrafo sin rendija (NIRISS) del JWST, un instrumento de fabricación canadiense desarrollado por la Agencia Espacial Canadiense, la Universidad de Montreal (UdeM) y otros socios, para observar el objeto durante una rotación completa, que duró tan solo 2,4 horas. Estos datos se recopilaron como parte de un programa de Observaciones de Tiempo Garantizado dirigido por el astrónomo de la UdeM, Étienne Artigau. En esta ocasión, el telescopio se reservó para astrónomos canadienses a cambio de la contribución del instrumento NIRISS a la misión JWST.

Al analizar las mínimas fluctuaciones de brillo en diferentes longitudes de onda, el equipo descubrió que la luz de SIMP 0136 está determinada por al menos tres capas atmosféricas distintas. Cada capa contiene nubes compuestas de diferentes materiales, como forsterita (una roca) y hierro, con temperaturas y composiciones químicas variables.

«Sospechamos que existen numerosas nubes pequeñas y dispersas, con diferentes temperaturas y composiciones químicas, repartidas por todo el planeta», afirmó Akhmetshyn. «Aunque no pudimos crear un mapa meteorológico de SIMP 0136, determinamos que algunas capas atmosféricas presentan claros indicios de asimetría norte-sur».

Esta asimetría es importante, ya que implica que los futuros esfuerzos por cartografiar las atmósferas de estos planetas deberán realizarse en dos dimensiones: longitud y latitud.

Una nueva forma de estudiar las atmósferas de exoplanetas
El estudio también demostró que ningún modelo por sí solo podía explicar los datos observados. Solo una combinación de varios modelos atmosféricos pudo reproducir el espectro. Este hallazgo respalda las teorías que sugieren que las enanas marrones y los exoplanetas gigantes presentan un clima caótico y de rápida variación, similar a las bandas de Júpiter, pero mucho más turbulento.

Comprender esta variabilidad podría ayudar a los científicos a interpretar las señales provenientes de exoplanetas distantes.

Este trabajo demuestra la capacidad del JWST para explorar mundos alienígenas más allá de nuestro sistema solar con un detalle sin precedentes. A medida que el Webb continúa observando objetivos similares, los investigadores esperan perfeccionar sus técnicas para mapear no solo la temperatura y las nubes, sino también los patrones de viento y los ciclos químicos en mundos alienígenas.

Con información de The Astrophysical Journal