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Esta impresión artística muestra un exoplaneta ultra caliente, un planeta más allá de nuestro Sistema Solar, cuando está a punto de transitar frente a su estrella anfitriona. Cuando la luz de la estrella atraviesa la atmósfera del planeta, es filtrada por los elementos químicos y las moléculas de la capa gaseosa. Con instrumentos sensibles, las firmas de esos elementos y moléculas pueden observarse desde la Tierra. Utilizando el instrumento ESPRESSO del Very Large Telescope de ESO, los astrónomos han encontrado el elemento más pesado hasta ahora en la atmósfera de un exoplaneta, el bario, en los dos Júpiter ultra calientes WASP-76 b y WASP-121 b. Crédito: ESO/M. Kornmesser
El bario, elemento químico de símbolo Ba y número atómico 56, es el elemento más pesado detectado hasta la fecha en cualquier atmósfera exoplanetaria.
Los exoplanetas más calientes que unos 2.000 K, llamados Júpiter ultracalientes, son actualmente los laboratorios más accesibles para el estudio de las atmósferas de los exoplanetas.
Su tamaño y sus grandes alturas de escala atmosférica, combinados con la proximidad a las estrellas anfitrionas, los convierten en objetivos atractivos para el estudio de la luz que se transmite a través de las atmósferas planetarias.
Dos de los mejores ejemplos son WASP-76b y WASP-121b. Ambos planetas son Júpiter ultracalientes inflados en órbitas con periodos inferiores a dos días y temperaturas de equilibrio cercanas a los 2.500 K.
Esto da a estos planetas características bastante exóticas; en WASP-76b, por ejemplo, los astrónomos sospechan que llueve hierro.
Tomás Azevedo Silva, estudiante de doctorado de la Universidad de Oporto y del Instituto de Astrofísica y Ciencias de España, y sus colegas se sorprendieron al encontrar bario, que es 2,5 veces más pesado que el hierro, en las atmósferas superiores de WASP-76b y WASP-121b.
"Este fue en cierto modo un descubrimiento 'accidental'. No esperábamos ni buscábamos el bario en particular y tuvimos que comprobar que realmente procedía del planeta, ya que nunca antes se había visto en ningún exoplaneta", dijo Azevedo Silva.
"Lo desconcertante y contraintuitivo es: ¿por qué hay un elemento tan pesado en las capas superiores de la atmósfera de estos planetas?".
WASP-76b y WASP-121b fueron observados con el instrumento Echelle SPectrograph for Rocky Exoplanet and Stable Spectroscopic Observations (ESPRESSO) en el Very Large Telescope de ESO.
"Dada la elevada gravedad de los planetas, cabría esperar que elementos pesados como el bario cayeran rápidamente en las capas más bajas de la atmósfera", señaló el Dr. Olivier Demangeon, astrónomo de la Universidad de Oporto y del Instituto de Astrofísica y Ciencias de España.
El hecho de que se haya detectado bario en la atmósfera de WASP-76b y WASP-121b sugiere que los Júpiter ultracalientes podrían ser aún más extraños de lo que se pensaba.
Aunque ocasionalmente vemos bario en nuestros propios cielos, como el color verde brillante en los fuegos artificiales, la pregunta para los científicos es qué proceso natural podría causar que este elemento pesado se encuentre a tan gran altura en estos exoplanetas.
"Por el momento, no estamos seguros de cuáles son los mecanismos", dijo el Dr. Demangeon.
Los astrónomos también detectaron cobalto y estroncio y encontraron pruebas tentativas de la presencia de titanio en la atmósfera de WASP-121b.
Fuentes, creditos y referencias: