El James Webb Space Telescope ha echado un vistazo más profundo a un exoplaneta, Gliese 1214b (GJ 1214b). Un mundo muy diferente a cualquier cosa en nuestro sistema planetario. El planeta es un ejemplo de un mini-Neptuno, menos masivo que el gigante de hielo del Sistema Solar, Neptuno, pero cuatro veces más grande que la Tierra.
A pesar de ser el tipo de planeta más común en la Vía Láctea, los mini-Neptunos están curiosamente ausentes en nuestro Sistema Solar. Como resultado, sabemos muy poco sobre estos mundos. Al mismo tiempo, Gliese 1214b resultó ser difícil de observar debido a su atmósfera altamente reflectante, hasta que James Webb dirigió su poderosa mirada hacia él.
Nubes en Gliese 1214b
“El planeta está completamente cubierto por una especie de niebla o capa de nubes”, dijo la autora principal de la investigación (ref.) y astrónoma de exoplanetas de la Universidad de Maryland, Eliza Kempton. “La atmósfera permaneció completamente oculta hasta esta observación”. Kempton agregó que si GJ 1214b realmente tiene una atmósfera rica en agua, podría haber sido un “mundo acuático” en el pasado.
Sin embargo, hoy la situación es muy diferente. El planeta, a 48 años luz de la Tierra, es en cambio muy caliente. En consecuencia, los astrónomos no esperan encontrar océanos de agua líquida en su superficie. En cambio, creen que su atmósfera puede estar compuesta por una gran cantidad de vapor de agua, formando la densa y reflectante envoltura que lo oculta.
Para obtener estos resultados, el equipo utilizó nuevos enfoques para observar a través de la atmósfera de GJ 1214b mientras orbita alrededor de su estrella, una enana roja llamada Gliese 1214. El exoplaneta está bloqueado en una rotación sincrónica, lo que significa que siempre muestra la misma cara hacia la estrella y el lado nocturno siempre mira hacia el espacio. Observar el planeta mientras desaparece detrás de su estrella y luego reaparece del otro lado (técnica de tránsito) permite a los astrónomos analizar ambos lados y detallar mejor su atmósfera.
Un exoplaneta frío
“La capacidad de obtener una órbita completa fue realmente fundamental para comprender cómo el planeta distribuye el calor desde el lado diurno al lado nocturno. Hay mucha diferencia entre el día y la noche”, dijo Kempton. Utilizando el Mid-Infrared Instrument (MIRI) de James Webb, el equipo creó un mapa del calor de GJ 1214b mientras orbita alrededor de la estrella.
Las temperaturas diurnas en el planeta alcanzan los 279 grados Celsius. Mientras que las temperaturas en el lado nocturno de GJ 1214b descienden a 65 grados Celsius. Este cambio significativo de temperatura se atribuye a una atmósfera compuesta por moléculas más pesadas, como agua o metano, en lugar de moléculas de hidrógeno más livianas. Las observaciones del MIRI también lo confirmaron, ofreciendo una pista sobre la formación de GJ 1214b.
“Esta no es su atmósfera primordial. No refleja la composición de la estrella alrededor de la cual se formó. Probablemente ha perdido mucho hidrógeno a lo largo del tiempo o se ha formado con elementos más pesados”, enfatizó Kempton. Los investigadores quedaron sorprendidos por el hecho de que, a pesar de ser mucho más caliente que la Tierra, es más frío de lo esperado. De hecho, creen que estas bajas temperaturas se deben a que la atmósfera del exoplaneta refleja una gran cantidad de luz.
Investigaciones futuras
Los astrónomos también encontraron indicios de que GJ 1214b podría haberse formado más lejos de su estrella que su órbita actual de 1.6 días terrestres. Durante su migración hacia el interior, las temperaturas en el planeta podrían haber aumentado drásticamente, evaporando el hielo y el agua líquida y creando una atmósfera llena de vapor de agua.
“La explicación más simple, si encuentras un planeta muy rico en agua, es que se formó más lejos de la estrella anfitriona”, dijo Kempton. Ahora, el equipo intentará recopilar más datos sobre GJ 1214b para resolver otros misterios de este mundo distante. Esto permitirá a los astrónomos comprender mejor cómo se forman y evolucionan los mini-Neptunos. La observación de una población más amplia de estos cuerpos celestes incluso podría revelar por qué nuestro Sistema Solar carece de este tipo de planetas.