En el espacio hay un nombre de exoplaneta inusual Gliese 3470 b (GJ 3470 b.) Es un mundo extraño, algo así como un híbrido entre la Tierra y Neptuno. Tiene un núcleo rocoso como la Tierra, pero está rodeado por una atmósfera hecha de hidrógeno y helio. Esa combinación es diferente a cualquier cosa en nuestro propio Sistema Solar.
El planeta orbita una estrella enana roja llamada Gliese 3470, en la constelación de Cáncer. GJ 3470 b tiene aproximadamente 12.6 masas terrestres, lo que significa que está aproximadamente a medio camino entre la Tierra y Neptuno en masa. (Neptuno tiene aproximadamente 17 masas terrestres).
Gracias a la misión Kepler, sabemos que hay muchos exoplanetas en este rango de masas. Es posible que hasta el 80% de los planetas caigan en este rango, aunque las futuras misiones de exoplanetas sin duda lo aclararán. Hasta ahora, los astrónomos no habían visto bien la atmósfera de uno de estos planetas, por lo que su formación es un poco misteriosa.
Los telescopios espaciales Hubble y Spitzer se han unido para observar de cerca la atmósfera de GJ 3470 b, y es la primera vez que los astrónomos han podido identificar la huella digital química de la atmósfera de un planeta como este. Lo que descubrieron es que el planeta tiene una atmósfera casi virgen y primordial de hidrógeno y helio, sin ningún elemento más pesado presente.
Y eso presenta un poco de misterio.
"No tenemos nada como esto en el sistema solar, y eso es lo que lo hace llamativo".
Björn Benneke de la Universidad de Montreal en Canadá
¿Media estrella, medio planeta?
GJ 3470 b, con su atmósfera de hidrógeno y helio, se parece más a una estrella que a un planeta en algunos aspectos. Nuestro propio Sol es 73% de hidrógeno, y el resto es casi todo helio. Solo una pequeña porción del Sol contiene elementos más pesados como oxígeno, neón, hierro y carbono. Los gigantes gaseosos Júpiter y Saturno son principalmente hidrógeno y helio, pero también contienen otros compuestos como metano y amoníaco, así como elementos más pesados. Esos compuestos están casi ausentes en GJ 3470 b.
“Este es un gran descubrimiento desde la perspectiva de la formación de planetas. El planeta orbita muy cerca de la estrella y es mucho menos masivo que Júpiter, 318 veces la masa de la Tierra, pero ha logrado acumular la atmósfera primordial de hidrógeno / helio que está en gran parte "no contaminada" por elementos más pesados ", dijo Björn Benneke, de la Universidad de Montreal en Canadá, en un comunicado de prensa de la NASA. "No tenemos nada como esto en el sistema solar, y eso es lo que lo hace llamativo".
Los astrónomos detrás de este trabajo combinaron las capacidades de longitud de onda múltiple de ambos telescopios espaciales para obtener una buena visión de la atmósfera del GJ 3470 b. Lo hicieron midiendo la absorción de la luz de las estrellas mientras el exoplaneta transitaba frente a su estrella anfitriona. También midieron la pérdida de luz reflejada cuando el exoplaneta pasó detrás de la estrella. En total, el par de telescopios espaciales observó 12 tránsitos y 20 eclipses.
Los astrónomos usan la espectroscopía para identificar las huellas químicas de hidrógeno y helio en la atmósfera, y la naturaleza de la atmósfera del planeta hizo que todo esto fuera posible. Está claro en su mayoría con muy poca bruma, lo que significa que pudieron observar profundamente la atmósfera. "Por primera vez tenemos una firma espectroscópica de un mundo así", dijo Benneke.
Pero esa espectroscopía reveló algo inesperado. Los astrónomos pensaron que encontrarían una composición química similar al planeta Neptuno, con elementos más pesados como el oxígeno y el carbono. Pero en cambio, encontraron una atmósfera que se parecía al Sol.
"... encontramos una atmósfera que es tan pobre en elementos pesados que su composición se asemeja a la composición del Sol rica en hidrógeno / helio".
BJÖRN BENNEKE DE LA UNIVERSIDAD DE MONTREAL EN CANADÁ
"Esperábamos una atmósfera fuertemente enriquecida en elementos más pesados como el oxígeno y el carbono que están formando abundante vapor de agua y gas metano, similar a lo que vemos en Neptuno", dijo Benneke. "En cambio, encontramos una atmósfera que es tan pobre en elementos pesados que su composición se asemeja a la composición del Sol rica en hidrógeno / helio".
Uniéndolo
Ahora que los astrónomos han manejado bien la atmósfera del exoplaneta, gracias a la potencia combinada de los telescopios espaciales Hubble y Spitzer, pueden comenzar a comprender cómo se formó este extraño planeta.
GJ 3470 b está en marcado contraste con otros exoplanetas. Los astrónomos piensan que otros exoplanetas, por ejemplo Hot Jupiters, se forman a gran distancia de su Sol y luego migran hacia adentro. Pero los astrónomos piensan que este exoplaneta se formó muy cerca de su estrella enana roja, cerca de donde se encuentra hoy.
Probablemente se formó como un pequeño objeto rocoso al principio, enredado en el centro del disco protoplanetario, aproximadamente al mismo tiempo que se formó la estrella. Habría reunido o aumentado su atmósfera del mismo material primordial en el disco del que se formó la estrella. Y eso explicaría su atmósfera de hidrógeno / helio, y por qué carece de elementos más pesados.
"Este es un gran descubrimiento desde la perspectiva de la formación de planetas".
BJÖRN BENNEKE DE LA UNIVERSIDAD DE MONTREAL EN CANADÁ
"Estamos viendo un objeto que fue capaz de acumular hidrógeno del disco protoplanetario pero no escapó para convertirse en un Júpiter caliente", dijo Benneke. "Este es un régimen intrigante".
Lo que pudo haber sucedido es que todavía estaba acumulando materia del disco, pero la estrella creció más rápido y el disco se disipó. Esto evitó que GJ 3470 b se hiciera más grande y se volviera más como los gigantes gaseosos en nuestro Sistema Solar, con elementos más pesados en sus atmósferas.
Por ahora, aquí es donde entendemos este intrigante y extraño exoplaneta. Pero una vez que el telescopio espacial James Webb (JWST) esté en funcionamiento, nos contará más.
El JWST es un potente telescopio espacial que puede ver el infrarrojo con una sensibilidad sin precedentes. Podrá sondear la atmósfera de GJ 3470 b, y otros exoplanetas, y revelar cosas aún no vistas. En particular, observará en longitudes de onda que hacen que los peligros ofuscantes sean casi transparentes.
Entonces, nuestra comprensión de todos los exoplanetas, no solo de este, crecerá a pasos agigantados.
Fuentes:
- Comunicado de prensa: Atmósfera de planeta mediano revelada por Hubble, Spitzer
- Wikipedia: Gliese 3470 b
- Telescopio Espacial Spitzer
