#Almería Estudio sin precedentes de la atmósfera de un planeta extrasolar

 Concepción artística de WASP-19b. Fuente: ESO/M. Kornmesser

Concepción artística de WASP-19b. Fuente: ESO/M. Kornmesser

l objetivo, el exoplaneta WASP-19b, se cataloga como un “júpiter caliente”, un tipo de planeta masivo que, al contrario de los gigantes gaseosos de nuestro Sistema Solar, se halla muy próximo a su estrella. WASP-19b resulta especialmente exótico porque cuenta con una masa algo mayor que la de Júpiter pero es un 40% mayor -lo que lo sitúa casi en el rango de las estrellas de baja masa-, y es el planeta gigante con el periodo orbital más corto conocido: gira en torno a su estrella en apenas diecinueve horas y se estima que la temperatura de su atmósfera alcanza los mil setecientos grados centígrados.

“Se trata de un planeta muy interesante porque se encuentra muy cerca del límite de Roche, que constituye la distancia mínima a la que puede aproximarse de su estrella madre sin que sea destruido por las fuerzas de marea -añade Antonio Claret (IAA-CSIC)-. De hecho, ya hemos comenzado el estudio de este sistema desde el punto de vista teórico, para comprobar cómo evolucionan las mareas en condiciones tan extremas.

Cuando WASP-19b pasa por delante de su estrella, la luz de esta atraviesa la atmósfera del planeta y sufre pequeñas modificaciones. Un análisis cuidadoso de esa luz permite aislar la huella de los elementos químicos que componen la atmósfera del planeta, y así ha sido posible hallar pequeñas cantidades de óxido de titanio, agua y sodio, así como una especie de neblina que cubre el planeta.

El óxido de titanio tiene muchos usos en la Tierra. Es un ingrediente común en los filtros solares, ya que absorbe la radiación ultravioleta, y también se utiliza en pinturas y cosméticos. Pero en las atmósferas de planetas calientes como WASP-19b, el óxido de titanio absorbe calor: en cantidades suficientemente grandes, estas moléculas impiden que el calor se disperse a través de la atmósfera, dando lugar a una inversión térmica -la temperatura es más alta en la atmósfera superior, lo opuesto a la situación normal-. El ozono juega un papel similar en la atmósfera terrestre, donde provoca la inversión en la estratosfera.

La presencia de óxido de titanio en la atmósfera de WASP-19b puede tener efectos sustanciales sobre la estructura y circulación de la temperatura atmosférica, y su hallazgo abre la puerta a estudios muy detallados de las atmósferas exoplanetarias. Además, con vista al futuro, este estudio permitirá mejorar los modelos teóricos que se emplearán en el análisis de las atmósferas de planetas potencialmente habitables.

Fuente: IAA-CSIC.

 

#Almería Primera detección de óxido de titanio en la atmósfera de un exoplaneta

An artist’s impression showing the exoplanet WASP-19b, in which atmosphere astronomers detected titanium oxide for the first time. In large enough quantities, titanium oxide can prevent heat from entering or escaping an atmosphere, leading to a thermal inversion — the temperature is higher in the upper atmosphere and lower further down, the opposite of the normal situation.

Ilustración que muestra al exoplaneta WASP-19b, en cuya atmósfera los astrónomos detectaron óxido de titanio por primera vez./ ESO/M. Kornmesser

 

Utilizando el Very Large Telescope del Observatorio Europeo Austral (ESO), en Chile, un grupo de astrónomos ha detectado, por primera vez, óxido de titanio en la atmósfera de un exoplaneta. Este descubrimiento sobre el planeta WASP-19b, catalogado como ‘Júpiter caliente’, ha sido posible gracias a las capacidades del instrumento FORS2 y ha proporcionado información sobre la composición química, la estructura de la temperatura y la presión de la atmósfera de este mundo insólito y muy caliente. Los resultados aparecen hoy en la revista Nature.

FORS2 ha suministrado información sobre la composición química, la temperatura y la presión atmosférica de este mundo insólito y muy caliente

El equipo, que cuenta con la participación del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC) y está dirigido por Elyar Sedaghati, ha examinado, con un nivel de detalle sin precedentes, la atmósfera del exoplaneta WASP-19b. Este extraordinario planeta tiene aproximadamente la misma masa que Júpiter, pero está tan cerca de su estrella que completa una órbita en sólo 19 horas y se estima que su atmósfera tiene una temperatura de unos 2.000 grados centígrados.

Cuando WASP-19b pasa por delante de su estrella, parte de la luz del astro atraviesa la atmósfera del planeta y deja huellas sutiles en la luz que finalmente llega a la Tierra. Utilizando el instrumento FORS2 del Very Large Telescope los investigadores fueron capaces de analizar esta luz y deducir que la atmósfera contenía pequeñas cantidades de óxido de titanio, agua y trazas de sodio, junto con una nube global de fuerte dispersión.

Un algoritmo que explora muchos millones de espectros

Sin embargo, “detectar estas moléculas no es tarea sencilla”, explica Sedaghati –recién graduado en la Universidad Técnica de Berlín, que pasó dos años como estudiante de ESO para trabajar en este proyecto–. “No sólo necesitamos datos de una calidad excepcional, sino que también es necesario realizar un análisis sofisticado. Para llegar a estas conclusiones, utilizamos un algoritmo que explora muchos millones de espectros que abarcan una amplia gama de composiciones químicas, temperaturas y propiedades de la nube”.

En la Tierra es raro ver óxido de titanio. Se sabe que existen en las atmósferas de estrellas frías. En las atmósferas de planetas calientes como WASP-19b actúa como un absorbente del calor. Si está presente en cantidades lo suficientemente grandes, estas moléculas evitan que el calor entre o salga a través de la atmósfera, provocando una inversión térmica, es decir, la temperatura es más alta en la atmósfera superior y más baja en zonas inferiores, lo contrario de lo habitual. El ozono desempeña un papel similar en la atmósfera de la Tierra, donde provoca inversión en la estratosfera.

“La presencia de óxido de titanio en la atmósfera de WASP-19b puede tener efectos importantes en la estructura de la temperatura y la circulación atmosféricas”, explica Ryan MacDonald, otro miembro del equipo y astrónomo en la Universidad de Cambridge (Reino Unido).

Más información en la web del SINC.