James Webb ha abierto la puerta a un mundo fascinante – La nación

Hasta hace poco, la palabra “exoplaneta” parecía más propia de especulación que de astronomía. Isaac Newton ya está en ‘Escolio general‘ de los Principia Mathematica que las estrellas fijas podrían ser el centro de sistemas similares al nuestro, pero la ciencia tardó siglos en demostrarlo. Los primeros signos de esto no aparecieron hasta finales de los años 80. Planetas fuera del sistema solaraunque hubo que esperar hasta 1992 para confirmar por primera vez la existencia de mundos más allá del sol, alrededor del púlsar PSR B1257+12.

En las últimas décadas, el ritmo de los descubrimientos ha aumentado rápidamente, gracias a instrumentos cada vez más precisos que nos permiten localizar mundos tan extraños como fascinantes. El telescopio espacial Keplerpor ejemplo, identificado hace más de una década Kepler-16bun planeta con “dos soles” que recuerda a Tatooine de Star Wars. Desde entonces, hemos catalogado una amplia variedad de exoplanetas, pero ahora el Telescopio James Webb presenta un hallazgo particularmente sorprendente: un mundo de lava hirviendo que, para sorpresa de los astrónomos, es más frío de lo que predicen los modelos teóricos.

Un mundo extremo que cuestiona nuestro conocimiento

Con un radio de aproximadamente 1,4 veces el radio de la Tierra, TOI-561 b Se trata de una súper Tierra extrema que orbita alrededor de una estrella a unos 280 años luz de distancia en la constelación de Sextans. La NASA lo describe como el planeta más interno de un sistema de cuatro mundos, con una peculiaridad inmediata: completa una órbita en menos de once horas. Su proximidad es tan extrema, apenas 0,01 unidades astronómicas, que el hemisferio diurno debe superarla con creces Punto de fusión de las rocas. Todo apunta a un planeta atrapado en una barrera de marea por su estrella, con el día eterno a un lado y la noche eterna al otro.

Una de las peculiaridades que desconcierta a la mayoría de los investigadores es la baja densidad de TOI-561 b. La astrónoma Johanna Teske, autora principal del estudio, explica: “No es una súper nube, pero es menos densa de lo que cabría esperar de una composición similar a la de la Tierra”. El equipo imaginó que el planeta tendría un pequeño núcleo de hierro y un manto de minerales menos compactos, una posibilidad que encajaría con la química de su estrella. Dado que se trata de una estrella muy antigua de tipo G, de unos 10 mil millones de años y pobre en hierro, ubicada en el grueso disco de la Vía Láctea, es posible que el planeta se haya formado en un entorno primitivo diferente al de nuestro sistema solar.

Aún así, la composición exótica no resolvió todas las incógnitas, y el equipo comenzó a considerar otra posibilidad: que TOI-561 b estuviera involucrado. a través de una atmósfera densa. La idea es intrigante porque los modelos sugieren que los planetas pequeños expuestos a una radiación tan intensa durante miles de millones de años deberían haber perdido sus gases hace mucho tiempo. Sin embargo, la NASA nos recuerda que algunos mundos de este tipo dan señales de que no son simples rocas desnudas. Este matiz abrió la puerta a la idea de que la baja densidad podría deberse en parte a un volumen inflado por una importante capa de gas.

Para probar la idea de una atmósfera densa, el equipo recurrió a una técnica que James Webb ha utilizado en otros mundos rocosos: medir la desaparición de parte de la luz infrarroja cuando el planeta pasa detrás de su estrella. Utilizando el espectrógrafo NIRSpec, los investigadores estimaron la temperatura del hemisferio iluminado y la compararon con la temperatura que se esperaría en una superficie sin gases que distribuyan calor. Si TOI-561 b fuera una roca desnuda, su temperatura sería de unos 2.700 °C. Sin embargo, las observaciones revelaron que este valor se acerca a los 1.800 °C, una diferencia demasiado grande para ignorarla.

La temperatura inesperadamente baja tiene sentido si TOI-561 b está rodeado por una atmósfera densa y volátil. En este caso, los vientos transportarían calor desde el hemisferio iluminado a zonas menos calientes, reduciendo la emisión infrarroja que recibe el telescopio. También entran en juego los gases, que pueden absorber parte de la radiación antes de que escape al espacio, lo que concuerda con los modelos evaluados por el equipo. yoIncluso es posible que existan nubes de silicato. que reflejan la luz de la estrella y ayudan a enfriar las capas superiores de la atmósfera.

Para explicar cómo TOI-561 b mantiene una atmósfera tan resistente, los investigadores proponen un mecanismo en el que el magma y los gases están en constante intercambio. Tim Lichtenberg señala que a medida que el interior libera compuestos volátiles a la atmósfera, el océano de roca fundida atrapa algunos, reduciendo la pérdida al espacio. Este proceso requiere un planeta excepcionalmente rico en sustancias volátiles y muy diferente en su composición original a la Tierra. En palabras de Lichtenberg, sería “como una bola de lava húmeda”, una descripción que resume claramente la naturaleza extrema del hallazgo.

Las observaciones que nos permitieron reconstruir este escenario son parte del programa General Observers 3860 de James Webb. Durante más de 37 horas, el telescopio siguió el sistema continuamente mientras TOI-561 b completaba casi cuatro órbitas completas, un récord que ofrece una rara visión de cómo fluctúa su brillo a lo largo de su trayectoria. El equipo ahora está utilizando esta cantidad de datos para analizar cómo cambia la temperatura alrededor del planeta y qué información proporciona sobre la composición de su atmósfera. Este conjunto de datos, que aún está siendo analizado, sugiere un mundo más complejo de lo que sugerían las observaciones iniciales.

El caso de TOI-561 b muestra que incluso los mundos más extremos pueden contener sorpresas. Las observaciones de Webb describen mucho más que una simple roca quemada, sino un sistema dinámico en el que el magma, la atmósfera y la radiación estelar interactúan de maneras que aún no comprendemos del todo. Johanna Teske enfatiza: “Lo realmente interesante es este nuevo conjunto de datos Plantea aún más preguntas de las que responde.“La investigación continúa y cada nuevo análisis parece confirmar que este planeta pertenece a una categoría que apenas estamos empezando a comprender”.

Imágenes artísticas | OLLA

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