Bario pesado detectado en las atmósferas de dos gigantes gaseosos

Utilizando el Very Large Telescope (VLT) que el Observatorio Europeo Austral (ESO) tiene en Chile, un equipo internacional se ha sorprendido al descubrir la presencia de bario a gran altura en atmósferas de los gigantes gaseosos ultracalientes Avispa-76b y Avispa-121bdos exoplanetas, planetas que orbitan estrellas fuera de nuestro sistema solar.

El bario es el elemento más pesado jamás detectado en la atmósfera de un exoplaneta. En las palabras de Tomás Azevedo Silvaestudiante de doctorado de la Universidad de Oporto y del Instituto de Astrofísica y Ciencias del Espacio (IA) de Portugal, que lideró el estudio publicado hoy en la revista Astronomía y Astrofísica“La parte desconcertante y contraria a la intuición es: ¿por qué hay un elemento tan pesado en las capas superiores de la atmósfera de estos planetas?”

WASP-76 b y WASP-121 b no son exoplanetas ordinarios. Ambos son conocidos como júpiter ultracaliente, ya que son comparables en tamaño a Júpiter, mientras que tienen temperaturas superficiales extremadamente altas que superan los 1000 °C. Esto se debe a su proximidad a sus estrellas anfitrionas, lo que también significa que una órbita alrededor de cada estrella se completa en tan solo uno o dos días. Esto le da a estos planetas características bastante exóticas; en WASP-76 b, por ejemplo, los astrónomos sospechan que está lloviendo hierro.

Ilustración del exoplaneta WASP-76b. Este gigante ultracaliente tiene un lado diurno donde las temperaturas superan los 2400 grados centígrados, lo suficientemente altas como para vaporizar los metales. Los fuertes vientos transportan el vapor de hierro hacia el lado nocturno más frío, donde se condensa en gotas de hierro. A la izquierda de la imagen, vemos el borde nocturno del exoplaneta, donde pasa del día a la noche. /ESO/M. korn messer

Pero aun así, la comunidad científica se sorprendió al detectar bario, que es 2,5 veces más pesado que el hierro, en las atmósferas superiores de WASP-76 b y WASP-121 b. “Dada la alta gravedad de los planetas, esperaríamos que elementos pesados ​​como el bario cayeran rápidamente a las capas inferiores de la atmósfera”, explica el coautor, Olivier Demangeontambién investigador de la Universidad de Oporto e IA.

“Esto fue, en cierto modo, un descubrimiento ‘accidental'”, dice Azevedo Silva, “no esperábamos ni buscábamos bario en particular y teníamos que verificar que realmente provenía del planeta, ya que nunca se había visto en cualquier exoplaneta antes”.

planetas extraños

El hecho de que se haya detectado bario en las atmósferas de estos dos Júpiter ultracalientes sugiere que esta categoría de planetas podría ser aún más extraña de lo que se pensaba. Aunque ocasionalmente vemos bario en nuestros propios cielos, como en el caso del color verde brillante de los fuegos artificiales, la pregunta para la comunidad científica es qué proceso natural podría causar que este elemento pesado se encuentre a altitudes tan altas en estos exoplanetas. “Por el momento, no estamos seguros de cuáles son los mecanismos”, explica Demangeon.

En el estudio de las atmósferas de exoplanetas, los Júpiter ultracalientes son extremadamente útiles. Como explica Demangeon, “Al ser gaseosos y calientes, sus atmósferas son muy extensas y, por lo tanto, más fáciles de observar y estudiar que las de los planetas más pequeños o más fríos”.

La parte desconcertante es: ¿Por qué hay un elemento tan pesado en las capas superiores de la atmósfera de estos planetas?

Tomás Azevedo (U. Oporto/IA Portugal)

Determinar la composición de la atmósfera de un exoplaneta requiere un equipo altamente especializado. El equipo usó el instrumento CAFÉ EXPRÉS, instalado en el VLT de ESO en Chile, para analizar la luz estelar que se había filtrado a través de las atmósferas de WASP-76 b y WASP-121 b. Esto hizo posible detectar claramente varios elementos, incluido el bario.

Estos nuevos resultados muestran que solo hemos arañado la superficie de los misterios que rodean a los exoplanetas. Con futuros instrumentos como ANDES (Matrices de espectrógrafo Echelle de alta dispersión, espectrógrafo Echelle de alta dispersión), que operará en el próximo Telescopio Extremadamente Grande (ELT) de ESO, la comunidad astronómica podrá estudiar las atmósferas de exoplanetas grandes y pequeños, incluidos los de planetas rocosos similares a la Tierra, a una profundidad mucho mayor y recopilar más pistas sobre la naturaleza de estos extraños mundos.

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