El Telescopio Webb podría desbloquear la búsqueda de vida al estudiar Júpiter calientes e inhóspitos

Ahora eso ha comenzado operaciones científicas, algunos de los principales objetivos para el Telescopio espacial James Webb querer exoplanetas. El telescopio puede identificar y examinar planetas fuera de nuestro sistema solar, e incluso puede observar sus atmósferas para ver de qué están compuestos. Eso nos dará más información que nunca sobre la diversidad de tipos de planetas que existen.

Si observa los datos sobre exoplanetas que se han estudiado en el pasado y que se estudiarán en el futuro, notará que muchos de ellos son del tipo llamado Júpiter caliente. A diferencia de los planetas rocosos como la Tierra, Marte o Venus, los Júpiter calientes son gigantes gaseosos que orbitan muy cerca de sus estrellas anfitrionas. Con un año en un Júpiter caliente que dura solo unos días o incluso unas pocas horas, están lo suficientemente cerca de sus estrellas para experimentar temperaturas muy altas de miles de grados centígrados. Y varían en masa desde un poco más ligero que Júpiter hasta más de diez veces su masa.

Representación de la NASA de un exoplaneta caliente de Júpiter.NASA/JPL-Caltech/MIT/Colegio Principia

Por extraños que suenen estos planetas, y tan diferentes como son de cualquier cosa en nuestro sistema solar, estudiarlos podría ser crucial para aprender cómo se forman los sistemas planetarios. todavía no estoy seguro cuán calientes llegan a ser los Júpiter, ya que parecen orbitar demasiado cerca de sus estrellas para haberse formado allí. Tal vez se formaron más lejos y luego fueron arrastrados a una órbita más cercana, o tal vez las fuerzas de las mareas afectó sus órbitas. No lo sabemos con seguridad.

Otra razón para estudiar estos planetas es que tienden a ser hinchadoya que tienen la masa de un planeta pero pueden llegar a la tamaño de una estrella. Si un planeta tiene una atmósfera hinchada, es más fácil obtener datos sobre esa atmósfera usando espectroscopía, en la que la luz proveniente de la estrella atraviesa la atmósfera y se analiza para ver de qué está hecha esa atmósfera.

Uno de esos Júpiter calientes con atmósfera hinchada es Avispa-121b, un planeta monstruoso con una temperatura de más de 2000 grados centígrados. “Tiene una atmósfera muy inflada e hinchada. Y también tiene una atmósfera muy clara porque hace demasiado calor para que se formen nubes y neblina, lo que la convierte en un objetivo muy tentador para la espectroscopia de transmisión porque hay mucha atmósfera a través de la cual puede brillar la luz de la estrella madre”, explicó Steph Merritt de Queen’s. Universidad de Belfast, que estudió el planeta utilizando un método llamado espectroscopia Doppler, en una charla en la Reunión Nacional de Astronomía 2022.

Ilustración artística del WASP-121 con forma de balón de fútbol.NASA/ESA/J. Olmsted

Sin embargo, no es fácil estudiar la atmósfera de un planeta a millones de kilómetros de distancia. Tanto los telescopios terrestres como el Hubble han realizado trabajos previos sobre atmósferas de exoplanetas, pero hay límites en cuanto a lo que estas herramientas pueden decirnos. Hubble se ha utilizado para estudiar la atmósfera del Júpiter caliente Avispa-17bpor ejemplo, pero las observaciones solo captaron parte del tránsito (el período en que los planetas pasan frente a la estrella, lo que hace posible la espectroscopia).

Esto dificulta el análisis de datos, ya que existe mucha incertidumbre sobre qué elementos específicos componen la atmósfera de WASP-17b. “Todo lo que podemos decir con certeza sobre WASP-17b es que los datos actuales muestran una dirección segura de H2O y un indicio tentativo de CO2”, dijo Lili Alderson, de la Universidad de Bristol, quien trabajó en un nuevo análisis de los datos del planeta. , en la misma reunión.

WASP-17b será uno de los primeros objetivos que James Webb estudie en su primer año, lo que ayudará a revelar más sobre su atmósfera al recopilar más datos en el rango infrarrojo, además de los datos ópticos recopilados por Hubble. “Necesitamos la combinación de datos ópticos e infrarrojos de alta calidad para comprender adecuadamente las atmósferas de estos planetas”, dijo Alderson.

De arriba a la izquierda a abajo a la izquierda: WASP-12b, WASP-6b, WASP-31b, WASP-39b, HD 189733b, HAT-P-12b, WASP-17b, WASP-19b, HAT-P-1b y HD 209458b.NASA/ESA

Un ejemplo de la rareza de los Júpiter calientes es que muchos de ellos muestran un fenómeno llamado atmósferas invertidas, en el que las temperaturas en la atmósfera superior aumentan con la altitud. Es de esperar que las atmósferas sean más frías a medida que se asciende, a menos que tenga una situación especial como la capa de ozono de la Tierra. La teoría actual es que los elementos metálicos que se encuentran en las atmósferas calientes de Júpiter, como el óxido de titanio, el óxido de vanadio y el hidruro de hierro, que absorben la luz de la estrella y calientan la atmósfera, son similares a nuestra capa de ozono.

Por mucho que los astrónomos hayan aprendido hasta ahora sobre los Júpiter calientes, todavía hay mucho más que aprender con James Webb. Si podemos averiguar cómo se formaron estos extraños planetas, aprenderemos más sobre la formación de otros sistemas, incluido nuestro propio sistema solar. Sin embargo, incluso con estos datos adicionales, podría no ser suficiente para comprender completamente este mundo extraño y alienígena. .

“¡Los planetas son realmente complicados!” Alderson dijo. “No siempre podemos sacar conclusiones audaces y emocionantes con un simple conjunto de datos”.

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