Un equipo de astrónomos liderado por Carnegie Science ha descubierto la evidencia más clara hasta ahora de una atmósfera en un planeta rocoso fuera de nuestro Sistema Solar. Utilizando el telescopio James Webb de la NASA, los investigadores identificaron signos de gas alrededor de un objetivo inusual conocido como TOI-561 b. Los hallazgos se publicaron en las Letters de The Astrophysical Journal este mes.
El planeta tiene aproximadamente dos veces la masa de la Tierra pero es dramáticamente diferente en casi todos los demás aspectos. Orbita extremadamente cerca de su estrella a una distancia de 40 veces menor que Mercurio con el Sol. La órbita tan ajustada significa que completa un año en solo 10,56 horas.
Una de las caras siempre enfrenta la estrella, lo que la deja bloqueada en una luz diurna permanente. Los astrónomos predecían que un planeta así era demasiado pequeño y caliente para retener su propia atmósfera por mucho tiempo. Sin embargo, las observaciones sugieren que está rodeado por un manto de gas relativamente grueso.
Nicole Wallack, becaria postdoctoral de Carnegie Science y segunda autora del documento, explicó las implicaciones. Según ella, los resultados derriban la sabiduría convencional sobre los planetas de período ultracorto. La densidad más baja de lo esperado apuntaba a un problema estructural que la atmósfera podría resolver.
Johanna Teske, astrónoma de Carnegie Science y autora principal del estudio, indicó que no es una super-túffida ni un planeta de algodón. La composición del planeta sugiere que se formó en un entorno químico diferente al de nuestro Sistema Solar. Orbita una estrella mucho más antigua que el Sol en la región conocida como el disco grueso de la Vía Láctea.
Los científicos utilizaron el Espectrógrafo de Infrarrojo Cercano del telescopio Webb para medir la temperatura del lado diurno del planeta. Los datos mostraron una temperatura de 1800 grados Celsius en lugar de los 2700 esperados si no hubiera atmósfera. Esta diferencia sugiere fuertemente que el calor se está redistribuyendo a través del planeta.
Anjali Piette, de la Universidad de Birmingham en el Reino Unido, afirmó que se necesita una atmósfera rica en volátiles para explicar todas las observaciones. Vientos fuertes podrían enfriar el lado diurno al transportar calor al lado nocturno. Es posible que existan nubes de silicato brillantes que enfríen la atmósfera reflejando la luz estelar.
Una explicación posible es un equilibrio entre el interior fundido del planeta y su atmósfera. Tim Lichtenberg de la Universidad de Groningen dijo que los gases salen del planeta mientras el océano de magma los absorbe nuevamente. Este planeta debe ser mucho más rico en volátiles que la Tierra para explicar las observaciones.
El trabajo proviene del Programa de Observadores Generales 3860 del telescopio Webb, que monitoreó el sistema durante más de 37 horas. Los investigadores están analizando el conjunto de datos completo para mapear los patrones de temperatura en todo el planeta. El trabajo continúa un legado de larga data de la participación de Carnegie Science con el telescopio.
Michael Walter, director del Laboratorio de Tierra y Planetas, señaló que estos descubrimientos aprovechan la fuerza en la comprensión de la evolución planetaria. La colaboración entre instituciones de Estados Unidos, Reino Unido y Países Bajos refleja la cooperación científica global en el sector espacial. Hay más resultados emocionantes en el horizonte y la institución se prepara para una nueva ola de ciencia liderada por Carnegie.
