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Por primera vez, un equipo de astrónomos logró descifrar la estructura tridimensional de la atmósfera de un planeta más allá de nuestro sistema solar. El hallazgo, realizado en el planeta gaseoso WASP-121b —también conocido como Tylos—, reveló una atmósfera estratificada en tres capas, en un mundo que orbita peligrosamente cerca de una estrella más grande que el Sol.
La investigación, publicada en la revista Nature, se llevó a cabo utilizando los cuatro telescopios del Very Large Telescope (VLT) del Observatorio Europeo Austral en Chile.
Esta avanzada técnica permitió a los científicos no solo identificar la composición química de la atmósfera, sino también mapear su estructura vertical, algo que hasta ahora no se había logrado en el estudio de exoplanetas.
Un Júpiter ultracaliente
WASP-121b pertenece a la categoría de los “Júpiter ultracalientes”. Estos son planetas gigantes gaseosos que orbitan extremadamente cerca de su estrella anfitriona, alcanzando temperaturas infernales.
Al igual que Júpiter, su atmósfera está compuesta principalmente de hidrógeno y helio, pero allí terminan las similitudes. La atmósfera de WASP-121b presenta un comportamiento y una composición sin precedentes.
Para diferenciar las tres capas atmosféricas, los investigadores buscaron elementos específicos. En la capa inferior, identificaron hierro en estado gaseoso, resultado directo del calor extremo. Esta región también presenta intensos vientos que desplazan gases desde el lado eternamente caliente del planeta hacia su lado más frío.
En la capa media, la protagonista es la presencia de sodio. Allí, un chorro de viento recorre el planeta a una velocidad de 70.000 km/h, muy superior a cualquier corriente de viento en nuestro sistema solar.
La capa superior, dominada por el hidrógeno, muestra signos de pérdida de gas hacia el espacio.
“Esta estructura nunca se había observado antes y desafía las predicciones actuales sobre cómo deberían comportarse las atmósferas”, explicó Julia Victoria Seidel, astrónoma del Observatorio Europeo Austral y del Laboratorio Lagrange en el Observatorio de la Côte d’Azur en Francia, y autora principal del estudio.
Vientos extremos y metales en la atmósfera
El equipo también detectó titanio en estado gaseoso, un descubrimiento fascinante considerando que en la Tierra tanto el hierro como el titanio son sólidos debido a la diferencia de temperatura. Si bien nuestro planeta también tiene una capa de sodio en su atmósfera superior, la dinámica de WASP-121b es incomparable.
WASP-121b, que tiene una masa similar a la de Júpiter pero el doble de diámetro, se encuentra a unos 900 años luz de la Tierra, en dirección a la constelación Puppis.
Además, el planeta está bloqueado por marea, es decir, siempre muestra la misma cara a su estrella, al igual que la Luna con la Tierra. La temperatura en su lado diurno alcanza los 2.700 °C, mientras que el lado nocturno ronda los 1.250 °C.
La cercanía con su estrella es asombrosa: orbita a apenas el 2,5% de la distancia que separa a la Tierra del Sol, completando una vuelta en tan solo 1,3 días. Su estrella, llamada WASP-121, es aproximadamente 1,5 veces más masiva y grande que el Sol, y aún más caliente.
Mirando al futuro: La búsqueda de planetas habitables
Aunque WASP-121b no es un candidato para albergar vida, el avance en la comprensión de las atmósferas de exoplanetas abre nuevas posibilidades. Los científicos esperan que en el futuro se puedan realizar observaciones similares en planetas más pequeños y fríos, más parecidos a la Tierra.
“Estas investigaciones son cruciales para comprender nuestro lugar en el universo”, comentó Seidel. ”¿Es el clima de la Tierra único? ¿Las teorías que desarrollamos a partir de nuestro único punto de referencia —la Tierra— pueden realmente explicar la diversidad de exoplanetas?”.
El próximo Extremely Large Telescope (ELT) del Observatorio Europeo Austral, que se completará en Chile hacia el final de la década, promete llevar estas investigaciones aún más lejos.
“Con nuestro estudio demostramos que los climas planetarios pueden comportarse de maneras mucho más diversas de lo que esperábamos. Hay una enorme diversidad allá afuera, mucho más allá de lo que conocemos en casa”, concluyó Seidel.
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Ingeniería Aeroespacial UNLP