James Webb encuentra, por primera vez, dióxido de carbono en la atmósfera de un exoplaneta

WASP-39 b es un gigante hecho de gas caliente con una masa de aproximadamente un cuarto de la de Júpiter (casi la misma que la de Saturno) y un diámetro 1,3 veces mayor que el del propio Júpiter. Su extrema 'hinchazón' se debe en parte a su alta temperatura, alrededor de 900 grados centígrados. La razón de tanto calor es que, a diferencia de los gigantes gaseosos más fríos y compactos de nuestro Sistema Solar, WASP-39 b orbita muy cerca de su estrella, a una distancia ocho veces menor de la que hay entre el Sol y Mercurio, completando un circuito en poco más de cuatro días terrestres. El descubrimiento del planeta, en 2011, se realizó en base a detecciones en tierra de la atenuación sutil y periódica de la luz de su estrella anfitriona a medida que el planeta transita o pasa por delante de ella.

Observaciones anteriores llevadas a cabo con otros telescopios, entre ellos el Hubble y el Spitzer, ambos de la NASA, ya habían revelado la presencia de vapor de agua, sodio y potasio en la atmósfera de WASP-39 b. Pero la inigualable sensibilidad infrarroja de Webb ha permitido ahora confirmar también la presencia de dióxido de carbono.

Para detectarlo, los investigadores utilizaron el espectrógrafo de infrarrojo cercano de Webb (NIRSpec). En el gráfico resultante de la atmósfera del exoplaneta, un pequeño 'pico' entre 4,1 y 4,6 micras representa la primera evidencia clara y detallada de dióxido de carbono detectada hasta ahora en un planeta fuera del Sistema Solar.

«Tan pronto como aparecieron los datos en mi pantalla -explica Zafar Rustamkulov, de la Universidad Johns Hopkins y miembro del equipo que estudia exoplanetas en tránsito con el James Webb- , me llamó la atención la enorme función de dióxido de carbono. Fue un momento especial, cruzar un umbral importante en las ciencias de los exoplanetas».

De hecho, ningún otro observatorio había sido capaz medir con precisión esta parte del espectro de emisión de un exoplaneta, que resulta crucial para conocer tanto la abundancia de gases como la de agua y metano o dióxido de carbono que se cree que existen en muchos tipos diferentes de planetas extrasolares.

«Detectar una señal tan clara de dióxido de carbono en WASP-39 b -dice por su parte Natalie Batalha, de la Universidad de California en Santa Cruz, y líder del equipo- es un buen augurio para la detección de atmósferas en planetas más pequeños del tamaño de la Tierra».

Comprender la composición de la atmósfera de un planeta es importante porque revela información sobre el origen del planeta y su evolución. «Las moléculas de dióxido de carbono son rastreadores sensibles de la historia de la formación de planetas», explica Mike Line, de la Universidad Estatal de Arizona, otro miembro del equipo. «Al medir el dióxido de carbono, podemos determinar cuánto material sólido versus cuánto material gaseoso se usó para formar este planeta gigante gaseoso. En la próxima década, JWST realizará esta medición para una gran variedad de planetas, brindando información sobre los detalles de cómo se formaron y mostrando la singularidad de nuestro propio Sistema Solar».