No solo nuevos planetas: James Webb capta las diferencias entre amanecer y atardecer en un mundo lejano

WASP-39 b es un planeta enorme, 1,3 veces mayor que nuestro Júpiter pero con una densidad menor, comparable a la de Saturno. Igual que la Luna hace con la Tierra, este mundo lejano muestra siempre la misma cara a su estrella, lo que significa que en una de sus caras es siempre de día mientras que en la otra reina una noche oscura y permanente.

Pero como en todos los mundos anclados a sus estrellas por las fuerzas de marea, en WASP-39 b existe una zona de transición entre luz y oscuridad, una franja llamada 'terminador' que separa la mitad iluminada de la mitad en sombra. Y es justo ahí donde los científicos apuntaron el espectrógrafo NIRSpec del Webb para analizar su espectro de transmisión, que se obtiene al comparar la luz de la estrella que se filtra a través de la atmósfera a medida que el planeta avanza frente a ella con la luz directa y 'limpia' de la estrella. Al hacer esa comparación, los científicos pueden obtener valiosa información sobre la temperatura, la composición y otras propiedades de la atmósfera.

«WASP-39 b -explica Néstor Espinoza, investigador del Space Telescope Science Institute y primer firmante del artículo- se ha convertido en una especie de planeta de referencia para estudiar la atmósfera de los exoplanetas con el Webb. Tiene una atmósfera muy extensa, por lo que la señal procedente de la luz estelar filtrada a través de ella es bastante intensa«.

Durante la investigación, el equipo, compuesto por más de cuarenta científicos, obtuvo dos espectros diferentes de esa región divisoria entre el día y la noche: uno centrado en el terminador 'matutino' y otro en el terminador 'vespertino'. Y confirmaron que la 'tarde', con temperaturas que rondan los 800 grados centígrados, es significativamente más caliente que la 'mañana', que se queda alrededor de los 600 grados.

«Es realmente asombroso que seamos capaces de distinguir esta pequeña diferencia, y esto solo es posible gracias a la sensibilidad del telescopio JWST en las longitudes de onda del infrarrojo cercano y a sus sensores fotométricos extremadamente estables. Cualquier pequeño movimiento durante la obtención de los datos habría limitado gravemente nuestra capacidad para realizar esta detección, que debe ser extraordinariamente precisa, y Webb lo hace posible».

Los datos obtenidos también permitieron al equipo estudiar la estructura de la atmósfera de WASP-39 b, su cobertura de nubes y averiguar la razón por la que el atardecer es más cálido. Utilizando modelos de circulación general tridimensionales, similares a los que se usan para predecir los patrones meteorológicos en la Tierra, los investigadores descubrieron que en WASP-39 b el lado matutino es azotado por vientos que se han enfriado en el lado nocturno, mientras que el lado del atardecer es golpeado por el aire caliente que llega del lado diurno. Como resultado, el lado matutino del terminador es más frío que el vespertino.

Este marcado contraste entre temperaturas deriva en una notable diferencia de presión atmosférica, lo que origina vientos intensos. De hecho, la investigación sugiere que la velocidad del viento en WASP-39 b puede alcanzar miles de kilómetros por hora. También hallaron indicios de una nubosidad diferente, siendo probablemente más nubosa la mañana que la tarde. Futuros trabajos del equipo estudiarán cómo la cobertura de nubes puede afectar a la temperatura y viceversa.

WASP-39 b fue uno de los primeros planetas observados por el JWST cuando comenzó sus operaciones científicas regulares en 2022. Pero está claro que aún guarda mucha información en su interior, y seguramente más de una sorpresa.