Españoles descubren un mundo rodeado por una enorme «cola de cometa»

Estudiar este tipo de mundos permite aprender más sobre el Sistema Solar, sobre las atmósferas y sobre el nacimiento y la evolución de los exoplanetas en general. Es, en definitiva, una forma de averiguar cómo son los mundos de ahí fuera y si puede haber vida en otros lugares. Ahora, un estudio publicado en Science , y que ha sido elaborado en parte por científicos españoles, ha informado del hallazgo de varios de estos exóticos «Júpiter calientes». En concreto, han descubierto que un mundo llamado WASP-69b está rodeado por una «cola de cometa» , formada por helio ionizado que fue «arrancado» por el viento solar. Otros dos están cubiertos por una envuelta de este gas y hay indicios de que otro podría haber perdido su atmósfera y haberse convertido en un mundo tan denso como un planeta rocoso.

«Lo más relevante es que hemos podido captar la línea de absorción del helio en este tipo de planetas, que se produce cuando estos átomos se excitan y son expulsados», ha explicado a ABC Enric Pallé, investigador del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) y coautor de la publicación.

¿Por qué es interesante? Porque esto permitirá que, próximamente, las investigaciones comparen los procesos de evaporación de atmósferas en una gran cantidad de exoplanetas. De esta forma, se podrá averiguar, por ejemplo, si muchos mundos situados muy cerca de sus estrellas, los exoplanetas de periodo ultracorto –cuyos años apenas duran días o incluso menos– son planetas rocosos o bien los núcleos evaporados de antiguos «Júpiter calientes» .

«Nadie sabe cómo son estos exoplanetas», ha dicho Pallé. «Podrían ser planetas con un núcleo rocoso y una gran envoltura de hidrógeno. Otros podrían ser mundos como Júpiter pero muy expandidos. Creo que habrá una gran variedad. Por eso, precisamente, es interesante estudiar cómo se evaporan».

El exoplaneta WASP-69b fue observado durante un tránsito , un momento en que el mundo pasó por delante de su estrella y permitió que la luz de esta quedase filtrada por su atmósfera, revelando su naturaleza. «Observamos entonces una mayor duración del tránsito y una mayor cantidad de luz estelar bloqueada en una región del espectro donde el gas helio está absorbiendo luz», ha explicado en un comunicado Lisa Nortmann, investigadora del IAC y autora principal del artículo. «La mayor duración de esa absorción nos permite inferir la presencia de una cola».

WASP-69b está en un sistema solar ligeramente más viejo que el nuestro, en el que este mundo está perdiendo lentamente su atmósfera a causa del baño de radiación de rayos X y ultravioleta de su estrella. Por el momento se desconoce si allí hay otros exoplanetas.

Además de WASP-69b, los autores han analizado otros cuatro objetos de tamaño similar. Son los exoplanetas calientes HD 189733b y HD 209458b, que tienen una masa similar a la de Júpiter, el planeta gigante extremadamente caliente KELT-9b y el exoplaneta cálido GJ 436b, de tamaño Neptuno.

Lo llamativo es que, si bien se encontraron indicios de que el Júpiter caliente HD 189733b está rodeado por una envoltura de helio, los otros no tienen ninguna exosfera de este elemento en su entorno, lo que contradice las predicciones teóricas. Esto significa que la radiación de las estrellas podría ser suficiente para arrancar la envoltura gaseosa de los planetas gigantes y convertirlos en mundos rocosos .

Esta investigación ha sido posible gracias al instrumento CARMENES, instalado en el telescopio de 3,5 metros del Observatorio de Calar Alto (Almería). Este es un espectrógrafo –un dispositivo que es capaz de detectar la absorción de longitudes de onda concretas de la luz– con la finalidad de averiguar la composición de la atmósfera de un exoplaneta. Lo hace aprovechando los tránsitos, momento en que las astmósferas actúan como un filtro de la luz de las estrellas. Su resolución es tan alta que le permite detectar 100.000 colores en el rango del infrarrojo.

A diferencia de lo hecho hasta ahora, CARMENES es capaz de lograr una alta resolución y además detectar las líneas de absorción en el infrarrojo, lo que permitirá investigar las envueltas de helio de los exoplanetas que estén «arrasadas» por las estrellas. Este detalle puede parecer trivial, pero hasta ahora la tecnología solo permitía hacerlo desde el espacio y observando estrellas muy brillantes.

Gracias a esto, Pallé adelanta que ahora se podrá estudiar una gran cantidad de atmósferas de planetas gaseosos . Además, esta misma técnica será la empleada en los futuros observatorios gigantes, como el Telescopio de Treinta Metros (TMT) o el Extremely Large Telescope (ELT). A diferencia de Calar Alto, que tiene un espejo de 3,5 metros, estos tendrán espejos de hasta 40 metros de diámetro, y permitirán observar las líneas espectrales del agua, dióxido de carbono y oxígeno en exoplanetas de tamaño comparable a la Tierra.

Es decir, gracias a estos potentes instrumentos podremos comenzar a estudiar las atmósferas de planetas parecidos al nuestro. Pero antes, es conveniente perfeccionar la tecnología y la ciencia implicadas.

Enric Pallé ha explicado que a continuación seguirán explorando atmósferas de exoplanetas gaseosos para establecer patrones y averiguar cuáles son las bases de los procesos de evaporación de sus envueltas. Esto ayudará a comprender un poco mejor los secretos del Sistema Solar y de los planetas lejanos.