Astrónomos detectan ‘molécula misteriosa’ sobre exoplaneta gigante gaseoso

El Telescopio Espacial James Webb ha permitido a los astrónomos estudiar la atmósfera de un exoplaneta gigante gaseoso distante con mayor precisión que nunca, lo que llevó al descubrimiento de Tres primicias en astronomía.

“Predijimos esto [the telescope] nos mostraría, pero era más preciso, más diverso y más hermoso de lo que realmente pensaba”, ha dicho Hannah Wakeford, investigadora que trabaja con datos de Webb en la Universidad de Bristol.

El método de tránsito: Los exoplanetas orbitan estrellas distintas a nuestro sol, y una forma en que los astrónomos los encuentran es buscando caídas regulares en el brillo de las estrellas; estas caídas indican que un exoplaneta en órbita está pasando frente a la estrella.

Y, debido a que diferentes tipos de moléculas bloquean diferentes longitudes de onda de luz, observar qué longitudes de onda son desvanecido Cuando un exoplaneta pasa frente a su estrella, los astrónomos también pueden determinar qué tipo de moléculas están presentes en su atmósfera.

«Era más preciso, más diverso y más hermoso de lo que realmente pensaba».

Hanna Wakeford

El exoplaneta: En 2011, los investigadores utilizaron la técnica del tránsito para descubrir Avispa-39ba el gigante gaseoso a unos 700 millones de años luz de distancia.

El exoplaneta está a solo 4,3 millones de kilómetros de su estrella (la Tierra está a 91,7 millones de kilómetros del sol, en comparación) y orbita alrededor de su anfitrión una vez cada cuatro días terrestres. Las observaciones de seguimiento en 2018 mostraron signos de vapor de agua en su atmósfera.

«Vemos una serie de átomos y moléculas en la atmósfera de WASP-39b».

Natalia Batalha

En julio de 2022, los astrónomos formaron la nueva Telescopio Webb en el exoplaneta, registrando cuatro tránsitos frente a su estrella utilizando tres instrumentos diferentes. cinco papeles con nuevos atisbos de su atmósfera ahora se han publicado en línea (dos todavía están bajo revisión por pares).

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«Vemos una serie de átomos y moléculas en la atmósfera de WASP-39b, incluidos sodio, potasio, agua, dióxido de carbono, monóxido de carbono y la molécula misteriosa, el dióxido de azufre». ha dicho Natalie Batalha, investigadora que trabaja con datos de Webb en UC Santa Cruz.

«Esta es la primera vez que vemos evidencia concreta de fotoquímica… en exoplanetas».

Shang Min Tsai

Energía solar: El dióxido de azufre era una «molécula misteriosa» porque cuando los investigadores observaron por primera vez los datos de Webb, vieron algo que no esperaban, y no fue hasta más tarde que pudieron atribuir la extrañeza al dióxido de azufre.

Este es el primer descubrimiento de dióxido de azufre en el atmósfera de cualquier exoplaneta, y su presencia sugiere que la luz de la estrella de WASP-39b desencadena reacciones químicas en su atmósfera – el proceso es similar al que crea la Tierra capa de ozono.

«Esta es la primera vez que vemos evidencia concreta de fotoquímica, reacciones químicas iniciadas por la luz estelar energética, en exoplanetas», dijo Shang-Min Tsai, investigador que trabaja con datos de Webb en la Universidad de Oxford.

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Un diagrama que muestra cómo la estrella WASP-39b ayudó a formar dióxido de azufre en su atmósfera. Crédito: NASA / JPL-Caltech / Robert Hurt (Centro de Astrofísica-Harvard y Smithsonian) / Melissa Weiss

Nubes y productos químicos: Además de observar qué moléculas están presentes en la atmósfera de WASP-39b, los investigadores también observaron sus cantidades relativas entre sí, lo que arrojó aún más información sobre el gigante gaseoso distante.

La cantidad de azufre en relación con el hidrógeno, por ejemplo, sugiere que WASP-39b se formó a partir de la fusión de muchos cuerpos más pequeños, cada uno de los cuales aporta sus propios ingredientes a la atmósfera, según Kazumasa Ohno, investigador de la UC Santa Cruz.

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«Los datos también indican que el oxígeno es mucho más abundante que el carbono en la atmósfera», dijo Ohno. «Esto indica potencialmente que WASP-39b se formó originalmente lejos de la estrella central».

Las observaciones de Webb también sugieren que el Unas nubes por encima del gigante gaseoso, que están formados por sulfuros, silicatos y sustancias similares, probablemente estén fragmentados en lugar de en una capa uniforme; es otra cosa que los astrónomos nunca antes habían observado en un exoplaneta.

«Esa es una de las mejores partes de ser científico».

laura bandera

Esperar: Webb acaba de lanzarse en diciembre de 2021 y, cuando complete su primer año de observaciones científicas en julio de 2023, debería obtener imágenes de alrededor de 70 exoplanetas.

Teniendo en cuenta todos los hallazgos notables de las imágenes a exoplaneta, estas futuras observaciones sin duda cambiarán nuestra comprensión del universo.

“Vamos a poder obtener una imagen general de las atmósferas de los exoplanetas”, dijo Laura Flagg, investigadora de la Universidad de Cornell. “Es increíblemente emocionante saber que todo va a ser reescrito. Es una de las mejores partes de ser científico.

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