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

Ahora que inició operaciones científicas, algunos de los principales objetivos de la Telescopio espacial James Webb estarán exoplanetas. El telescopio puede identificar y examinar planetas fuera de nuestro sistema solar, e incluso puede observar su atmósfera para ver de qué están hechos. Esto nos dará más información que nunca sobre la diversidad de tipos de planetas.

Si observa los datos sobre exoplanetas que se han estudiado en el pasado y deberían estudiarse en el futuro, notará que muchos de ellos son de un 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 pocos días o incluso horas, están lo suficientemente cerca de sus estrellas para experimentar temperaturas muy altas de miles de grados Celsius. Y su masa varía 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 parezcan estos planetas, y por diferentes que sean de cualquier cosa en nuestro sistema solar, estudiarlos podría ser crucial para comprender cómo se forman los sistemas planetarios. Científicos todavía no estoy seguro lo calientes que se ponen los Júpiter, porque 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 les afectaron las cuencas de los ojos. No lo sabemos con seguridad.

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

Un Júpiter tan caliente e hinchado es Avispa-121b, un planeta monstruoso con una temperatura de más de 2000 grados centígrados. “Hay un ambiente muy hinchado e hinchado. Y también hay 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 de Queen. Merritt. Universidad de Belfast que estudió el planeta usando un método llamado espectroscopia Doppler, durante una charla en la Reunión Nacional de Astronomía 2022.

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Representación artística del WASP-121 «en 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 lo que estas herramientas pueden decirnos. Hubble se utilizó para estudiar la atmósfera del Júpiter caliente Avispa-17bpor ejemplo, pero las observaciones solo capturaron parte del tránsito (el período en que los planetas pasan frente a la estrella, lo que hace posible la espectroscopia).

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Esto dificulta el análisis de datos, ya que existe mucha incertidumbre sobre los elementos específicos que 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 estudiados por James Webb en su primer año, lo que ayudará a revelar más sobre su atmósfera al recopilar más datos en el dominio infrarrojo, además de los datos ópticos recopilados por Hubble. «Necesitamos la combinación de datos ópticos e infrarrojos de alta calidad para comprender completamente 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 exhiben un fenómeno llamado atmósferas inversas, donde las temperaturas en la atmósfera superior aumentan con la altitud. Es de esperar que las atmósferas sean más frías a medida que 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 las estrellas y calientan la atmósfera, provienen de la misma forma que nuestra capa de ozono.

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Aunque los astrónomos han aprendido hasta ahora sobre los Júpiter calientes, todavía hay mucho 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 extraño mundo alienígena.

“¡Los planetas son realmente complicados! dijo Alderson. «No siempre podemos llegar a conclusiones audaces y emocionantes con solo un conjunto de datos».

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