Durante más de una década, los astrónomos han estado tratando de observar más de cerca a GJ 1214b, un exoplaneta sub-Neptuniano situado a 40 años luz de la Tierra. Su mayor obstáculo es una gruesa capa de neblina que cubre el planeta, protegiéndolo de los ojos de los telescopios espaciales y obstaculizando los esfuerzos para estudiar su atmósfera. El nuevo telescopio espacial James Webb (JWST) de la NASA resolvió ese problema. La tecnología infrarroja del telescopio le permite ver objetos y características planetarias que antes estaban oscurecidas por neblinas, nubes o polvo espacial, lo que ayuda a los astrónomos en su búsqueda de planetas habitables y galaxias tempranas.
Un equipo de investigadores usó el James Webb para observar la atmósfera de GJ 1214b midiendo el calor que emite mientras orbita su estrella anfitriona. Sus resultados, publicados hoy en la revista Nature, representan la primera vez que alguien detecta directamente la luz emitida por un exoplaneta sub-Neptuniano, una categoría de planetas que son más grandes que la Tierra pero más pequeños que Neptuno.
Los últimos datos del James Webb revelaron rastros de agua, metano o alguna combinación de ambos en este exoplaneta sub-Neptuniano
Aunque GJ 1214b es demasiado caliente para ser habitable, los investigadores descubrieron que su atmósfera probablemente contiene vapor de agua, posiblemente incluso cantidades significativas, y está compuesta principalmente por moléculas más pesadas que el hidrógeno. La profesora asociada de astronomía de la Universidad de Maryland, Eliza Kempton, autora principal del estudio, dijo que sus hallazgos marcan un punto de inflexión en el estudio de los planetas sub-Neptunianos como GJ 1214b.
«He estado en la búsqueda de comprender GJ 1214b durante más de una década«, recuerda Kempton. «Cuando recibimos los datos para este artículo, pudimos ver que la luz del planeta desaparecía cuando pasaba detrás de su estrella anfitriona. Eso nunca antes se había visto en este planeta ni en ningún otro planeta de su clase, por lo que el James Webb es realmente cumpliendo su promesa«.
Una ‘nueva luz’
Los sub-Neptunianos son el tipo de planeta más común en la Vía Láctea, aunque no existe ninguno en nuestro sistema solar. A pesar de la turbidez de la atmósfera de GJ 1214b, Kempton y sus coautores determinaron que el planeta seguía siendo su mejor oportunidad para observar la atmósfera de un sub-Neptuniano debido a su brillante pero pequeña estrella anfitriona.
En su artículo, los investigadores midieron la luz infrarroja que emitió GJ 1214b en el transcurso de unas 40 horas, el tiempo que tarda el planeta en orbitar su estrella. A medida que el día se convierte en noche, la cantidad de calor que se desplaza de un lado al otro del planeta depende en gran medida de la composición de su atmósfera. Conocido como observación de curva de fase, este método de investigación abrió una nueva ventana a la atmósfera del planeta.
«El James Webb opera en longitudes de onda de luz más largas que los observatorios anteriores, lo que nos da acceso al calor emitido por el planeta y nos permite crear un mapa de la temperatura del planeta«, comenta Kempton. «Finalmente llegamos a ver GJ 1214b bajo una nueva luz«.
Al medir el movimiento y la fluctuación del calor, los investigadores determinaron que GJ 1214b no tiene una atmósfera dominada por hidrógeno.
¿Posible mundo acuático?
La cuestión de si GJ 1214b contiene agua ha interesado a los astrónomos durante mucho tiempo. Las observaciones anteriores del telescopio espacial Hubble de la NASA sugirieron que GJ 1214b podría ser un mundo acuático, un término vago para cualquier planeta que contenga una cantidad significativa de agua.
Los últimos datos del James Webb revelaron rastros de agua, metano o alguna combinación de ambos. Estas sustancias coinciden con una sutil absorción de luz vista en el rango de longitud de onda observado por JWST. Se necesitarán más estudios para determinar la composición exacta de la atmósfera del planeta, pero Kempton indica que la evidencia sigue siendo consistente con la posibilidad de grandes cantidades de agua.
«GJ 1214b, según nuestras observaciones, podría ser un mundo acuático«, asegura Kempton. «Creemos que detectamos vapor de agua, pero es un desafío porque la absorción de vapor de agua se superpone con la absorción de metano, por lo que no podemos decir al 100% que detectamos vapor de agua y no metano. Sin embargo, vemos esta evidencia en ambos hemisferios del planeta, lo que aumenta nuestra confianza en que realmente hay agua allí«.
GJ 1214b es increíblemente reflectante
Los investigadores hicieron otro descubrimiento sorprendente en su estudio: GJ 1214b es increíblemente reflectante. El planeta no estaba tan caliente como se esperaba, lo que les dice a los investigadores que algo en la atmósfera está reflejando la luz.
Kempton comenta que hay mucho espacio para estudios de seguimiento, incluidos los que analizan más de cerca los aerosoles a gran altitud que forman la neblina, o posiblemente las nubes, en la atmósfera del exoplaneta sub-Neptuniano GJ 1214b. Anteriormente, los investigadores pensaron que podría ser una sustancia oscura parecida al hollín que absorbe la luz. Sin embargo, el descubrimiento de que el exoplaneta es reflectante plantea nuevas preguntas.
«Lo que sea que esté formando las neblinas o las nubes no es lo que esperábamos. Es brillante, refleja y eso es confuso y sorprendente«, concluye Kempton. «Esto nos indicará muchos estudios adicionales para tratar de comprender cuáles podrían ser esas neblinas«.
Fuente: Nature.
