Vientos de hierro azotan un exoplaneta ultracaliente
Un equipo internacional de astrónomos ha descubierto vientos de átomos de hierro en la atmósfera del exoplaneta WASP-76 b, un Júpiter ultracaliente. El sorprendente hallazgo ofrece una nueva visión de la compleja dinámica climática de este mundo lejano.
Por Enrique Coperías
Recreación artística de un viento de hierro soplando en al superficie del exoplaneta WASP-76 b. Imagen generada con Copilot
Un grupo internacional de astrónomos, entre los que se encuentran científicos de la Universidad de Ginebra (UNIGE) y del Centro Nacional de Competencia en Investigación PlanetS, en Suiza, ha identificado la presencia de vientos de hierro en la atmósfera de WASP-76 b.
WASP-76b es un exoplaneta que ha generado gran interés entre la comunidad científica debido a sus características extremas. Fue descubierto en 2013 y orbita una estrella en la constelación de Piscis, a unos 640 años luz de la Tierra. Este planeta pertenece a la clase de los Júpiteres calientes, lo que significa que es un mundo gaseoso de gran tamaño, comparable a Júpiter, pero que orbita muy cerca de su estrella anfitriona, lo que provoca condiciones extremas en su atmósfera.
Debido precisamente a su proximidad a su estrella, las temperaturas en WASP-76b alcanzan unos 2.400 °C en el lado diurno, lo suficientemente calientes como para vaporizar metales como el hierro. Este calor extremo es una de las características que lo hacen destacar dentro de los exoplanetas conocidos.
Hierro en forma gaseosa
Un descubrimiento muy interesante sobre WASP-76b es que se cree que en su atmósfera ocurre un fenómeno extremo: las lluvias de hierro. Los astrónomos han detectado evidencia de que el hierro, en su forma gaseosa, es transportado por los fuertes vientos desde el lado diurno —el lado siempre iluminado por la estrella— hasta el lado nocturno —el lado que siempre está en oscuridad—. Allí, las temperaturas más bajas permiten que el hierro se condense y caiga en forma de gotas de hierro líquido.
El hallazgo de vientos de hierro barriendo el lado diurno del planeta ofrece una nueva visión de la compleja dinámica climática de este mundo lejano, según puede leerse en un artículo publicado en la revista Astronomy & Astrophysics.
El pasado mes de abril, los astrónomos detectaron un arcoíris, que se asemejaba a una gloria, en la atmósfera de WASP-76b. Crédito de la ilustración: ESA.
El exoplaneta ultracaliente WASP-76 b ha sido objeto de numerosos estudios desde su descubrimiento, y nos ha revelando numerosos fenómenos atmosféricos extremos. Investigaciones anteriores realizadas por equipos internacionales, incluidos los de la UNIGE, han identificado, como ya se ha mencionado, lluvia de hierro en su lado nocturno; la presencia de bario en su atmósfera superior; y la existencia de un arcoíris en el límite entre sus lados diurno y nocturno.
«El trabajo sobre WASP-76 b nos muestra lo extremas que pueden ser las condiciones atmosféricas en los Júpiteres ultracalientes —dice David Ehrenreich, profesor del Departamento de Astronomía de la Facultad de Ciencias de la UNIGE, miembro del NCCR PlanetS y coautor del estudio. 'Y añade—: El análisis en profundidad de este tipo de planetas nos proporciona información valiosa para comprender mejor los climas planetarios en su conjunto».
Un flujo de átomos de hierro
Para este nuevo estudio, el equipo de astrónomos se centró en el lado diurno de WASP-76 b, que tiene una temperatura de 2.400 ºC, y lo observó con una alta resolución espectral en el espectro de la luz visible. El principal resultado fue la detección de una corriente de átomos de hierro moviéndose desde las capas inferiores hacia las superiores de la atmósfera del planeta.
«Es la primera vez que se realizan observaciones ópticas tan detalladas en el lado diurno de este exoplaneta, lo que nos ha proporcionado datos clave sobre su estructura atmosférica —explica Ana Rita Costa Silva, estudiante de doctorado en el Instituto de Astrofísica y Ciencias del Espacio, en Portugal, y primera autora del estudio. Y continúa—: Nuestras observaciones indican la presencia de potentes vientos de hierro, probablemente alimentados por un punto caliente en la atmósfera».
WASP-76 b ha sido objeto de numerosos estudios desde su descubrimiento en 2013. La temperatura allí alcanza los 2.400 ºC. Cortesía: Tania Cunha (Planetário do Porto - Centro Ciência Viva/Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço)
Este avance fue posible gracias al uso del espectrógrafo ESPRESSO (Espectrógrafo Echelle para Exoplanetas Rocosos y Observaciones Espectroscópicas Estables), de última generación, de alta resolución y alimentado por fibra óptica. El instrumento, famoso por su precisión y estabilidad, construido en gran parte por el UNIGE e instalado en el Very Large Telescope (VLT) del Observatorio Europeo Austral (ESO), en Chile, se utilizó para obtener espectros de alta resolución del planeta.
Mediante el análisis esta luz, el equipo pudo identificar las firmas químicas del hierro en movimiento en la atmósfera del planeta. Esta técnica, conocida como espectroscopia de emisión de alta resolución, resulta especialmente potente para estudiar las atmósferas de los exoplanetas.
Una ventana abierta a los climas exoplanetarios
«La capacidad de ESPRESSO para realizar mediciones tan precisas es crucial— afirma Christophe Lovis, profesor del Departamento de Astronomía de la Facultad de Ciencias de la UNIGE, miembro del NCCR PlanetS y coautor del estudio. Y añade—: Este nivel de precisión nos permite explorar los procesos dinámicos en las atmósferas de exoplanetas como WASP-76 b con un nivel de detalle sin precedentes'».
Los sucesivos descubrimientos realizados en WASP-76 b están allanando el camino para una mejor comprensión de los climas exoplanetarios, especialmente en el caso de los gigantes gaseosos sometidos a la irradiación extrema de su estrella anfitriona.
La cartografía detallada de los vientos atmosféricos y su composición química está ayudando a los astrónomos a desarrollar un modelo completo de la evolución de estos mundos lejanos. Al detectar vientos de hierro en WASP-76 b, los astrónomos están proporcionando nueva información crucial para construir modelos tridimensionales del clima de este exoplaneta, que algún día podrían ayudarles a predecir fenómenos similares en otros planetas remotos, fuera del Sistema Solar.▪️
Información facilitada por la Universidad de Ginebra
Fuente: A. R. Costa Silva et al. ESPRESSO reveals blueshifted neutral iron emission lines on the dayside of WASP-76 b. Astronomy & Astrophysics (2024). DOI: https://doi.org/10.1051/0004-6361/202449935
