Astrónomos detectan vapor de agua en la atmósfera de un exoplaneta "Super Neptuno"

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Astrónomos detectan vapor de agua en la atmósfera de un exoplaneta "Super Neptuno"
Ilustración de un "súper Neptuno", TOI-674 b, con una atmósfera que, según un estudio reciente, incluye vapor de agua. Crédito: NASA/JPL-Caltech

El planeta recientemente descubierto TOI-674 b, un poco más grande que Neptuno y que orbita alrededor de una estrella enana roja a unos 150 años luz, es miembro de un club exclusivo: Los exoplanetas, o planetas alrededor de otras estrellas, que se sabe que tienen vapor de agua en sus atmósferas. Quedan muchas preguntas, como la cantidad de vapor de agua que contiene su atmósfera. Pero la atmósfera de TOI-674 b es mucho más fácil de observar que la de muchos exoplanetas, lo que la convierte en un objetivo principal para una investigación más profunda.

La distancia, el tamaño y la relación del planeta con su estrella lo hacen especialmente accesible para los telescopios espaciales. A 150 años luz, se considera "cercano" en términos astronómicos. La propia estrella, relativamente fría y menos de la mitad del tamaño de nuestro Sol, no puede verse desde la Tierra a simple vista, pero esto también se traduce en una ventaja para los astrónomos. Como el planeta, comparativamente grande -de una clase de tamaño conocida como "súper Neptuno"-, cruza la cara de su pequeña estrella, la luz de las estrellas que brilla a través de su atmósfera puede ser analizada más fácilmente por nuestros telescopios. Los telescopios equipados con instrumentos especiales llamados espectrógrafos -incluido el recién lanzado Telescopio Espacial James Webb- pueden distribuir esta luz en un espectro, revelando qué gases están presentes en la atmósfera del planeta.

El descubrimiento surgió de una asociación entre el telescopio espacial Hubble, de probada eficacia, y el TESS, el satélite de estudio de exoplanetas en tránsito de la NASA, lanzado en 2018. El planeta fue encontrado primero por TESS, luego su espectro de luz fue medido por el Hubble. Los datos del telescopio espacial Spitzer, ya retirado, también ayudaron a los astrónomos a descifrar algunos de los componentes atmosféricos del planeta. Si el telescopio Webb, una vez que esté en funcionamiento, se dirige a TOI-674 b, podrá examinar la atmósfera del planeta con mucho más detalle.

Hasta ahora solo se han revelado aspectos de la atmósfera de otros tres exoplanetas del tamaño de Neptuno, aunque la llegada de telescopios como el Webb promete una edad de oro en el estudio de las atmósferas de los exoplanetas.

El nuevo planeta puede reclamar su pertenencia a otro grupo exclusivo: los habitantes del llamado "desierto de Neptuno". TOI-674 b orbita su pequeña estrella tan estrechamente que un "año" en este planeta, una vez alrededor de la estrella, dura menos de dos días. Pero entre los miles de exoplanetas confirmados en nuestra galaxia hasta ahora, ha surgido un extraño patrón: Los planetas de la clase de tamaño entre Neptuno y Júpiter son extremadamente raros en órbitas de tres días o menos. La rareza de este tipo de planetas, y el análisis de los que aparecen, podría proporcionar importantes pistas sobre la formación de los sistemas planetarios en general, incluido el nuestro.

Un equipo internacional de científicos, dirigido por Jonathan Brande, de la Universidad de Kansas, contribuyó al nuevo estudio sobre el vapor de agua en TOI-674 b, que ha sido enviado a una revista académica. Entre ellos se encuentran investigadores del Centro de Investigación Ames de la NASA y del IPAC y otros centros de investigación de Caltech.

Fuentes, créditos y referencias:

Jonathan Brande, Ian J. M. Crossfield, Laura Kreidberg, Antonija Oklopčić, Alex S. Polanski, Travis Barman, Björn Benneke, Jessie L. Christiansen, Diana Dragomir, Daniel Foreman-Mackey, Jonathan J. Fortney, Thomas P. Greene, Andrew W. Howard, Heather A. Knutson, Joshua D. Lothringer, Thomas Mikal-Evans, Caroline V. Morley: “A Mirage or an Oasis? Water Vapor in the Atmosphere of the Warm Neptune TOI-674 b”, 2022; arXiv:2201.04197

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