James Webb revela los secretos atmosféricos de un exoplaneta

El telescopio espacial James Webb ha detectado dióxido de azufre, además de monóxido y dióxido de carbono, agua, sodio y potasio, en la capa gaseosa del exoplaneta WASP-39 b, situado a 700 años luz de la Tierra. Toda una revelación para comprender cómo se forman estos cuerpos celestes.

El Telescopio Espacial Infrarrojo James Webb ha detectado inequívocamente dióxido de azufre en la atmósfera del exoplaneta WASP-39b, según informa la NASA en un comunicado.

El dióxido de azufre es una molécula producida a partir de reacciones químicas provocadas por la luz de alta energía de la estrella madre del planeta.

Esta es la primera evidencia directa de la ocurrencia de reacciones fotoquímicas en la atmósfera de los exoplanetas: ofrece una panorámica completa de los átomos, moléculas e incluso signos de química activa y de la presencia de nubes en la atmósfera de este ‘saturno caliente’, situado a 700 años luz de la Tierra.

WASP-39b es una enana amarilla caliente que tiene una masa de aproximadamente 0,28 veces la de Júpiter y un radio de aproximadamente 1,27 veces la de Júpiter. Orbita a WASP-39, su estrella anfitriona, cada 4 días.

Método de detección

La espectroscopia de transmisión utilizada en esta investigación es uno de los principales métodos para detectar y estudiar las atmósferas de los exoplanetas, lo que permite determinar su composición y estructura.

El método consiste en obtener el espectro de luz de una estrella que atraviesa la atmósfera de un exoplaneta durante su paso por el disco de una estrella (tránsito).

Gracias a las observaciones de los telescopios espaciales y terrestres, los científicos han encontrado en el pasado rastros de vapor de agua, aerosoles y metales en las atmósferas de los exoplanetas.

Sin embargo, hasta el lanzamiento de James Webb, las capacidades de los instrumentos de observación, en términos de rango de longitud de onda y espectro resolución, no permitió la detección fiable de muchos compuestos. Esa es la frontera que se ha traspasado ahora.

Secuencia del descubrimiento

Inicialmente, el planeta fue observado por telescopios terrestres, pero los científicos solo pudieron determinar  la composición de la atmósfera de WASP-39b.

Luego se sumaron las observaciones "James Webb", para quien el planeta se convirtió en uno de los primeros objetivos: lo primero que confirmó fue la presencia de una serie de dióxido de carbono en su atmósfera.

El conjunto de los nuevos descubrimientos revelado ahora culmina este proceso de acercamiento y  se detalla en cinco nuevos artículos científicos.

Cuatro de ellos contienen los resultados de un análisis realizado por los espectrógrafos de infrarrojo cercano en el verano de 2022.

Estos análisis confirmaron con gran precisión la presencia de sodio, potasio, vapor de agua, dióxido de carbono, monóxido de carbono en la atmósfera de WASP-39b y no detectaron metano en ella.

Química de formación de exoplanetas

Aunque se detectó monóxido de carbono, las firmas obvias de metano y sulfuro de hidrógeno no han aparecido en los datos recopilados por Webb.

Si están presentes, explican los investigadores, estas moléculas se encuentran en niveles muy bajos, un hallazgo significativo para los científicos que realizan inventarios de la química de los exoplanetas, que permite comprender mejor la formación y el desarrollo de estos mundos distantes.

En el quinto artículo, un grupo de científicos planetarios dirigido por Shang-Min Tsai, de la Universidad de Oxford, que también analizó los datos de James Webb, concluyó que el dióxido de azufre observado en WASP-39b se forma como resultado de la oxidación secuencial de radicales de azufre.

Historia turbulenta

Todos estos datos proporcionan una idea de cómo este planeta, y quizás otros, se formaron a partir del disco de gas y polvo que rodeaba a la estrella madre en sus años más jóvenes.

El inventario químico de WASP-39 b sugiere una historia de aplastamientos y fusiones de cuerpos más pequeños llamados planetesimales para crear un eventual planeta gigante, destacan los investigadores.

Aunque no se cree que WASP-39 b sea habitable, este nuevo trabajo señala el camino para encontrar potenciales rastros de vida en un planeta habitable, concluyen los científicos.