Fenómenos parecidos a un arcoíris en un exoplaneta infernal

El astrnomo Rafael Bachiller nos descubre en esta serie los fenmenos ms espectaculares del Cosmos. Temas de palpitante investigacin, aventuras astronmicas y novedades cientficas sobre el Universo analizadas en profundidad.

Por vez primera se cree haber detectado una gloria (un fenmeno similar al arcoris) en un exoplaneta. Se trata de WASP-76b, un planeta de tipo supergigante gaseoso en el que las altsimas temperaturas que podran ocasionar lluvias de hierro.

Jpiter supercaliente

Situada a unos 640 aos luz en la constelacin de Piscis, WASP-76 es una estrella blanco-amarillenta, algo ms grande y masiva que nuestro Sol. Esta estrella, bastante anodina, llam la atencin de los astrnomos, cuando hace diez aos se descubri que posea un gran planeta que la orbita. El exoplaneta, conocido como WASP-76b, tiene una masa muy similar a la de Jpiter, pero est situado muy cerca de su estrella (un tercio de la distancia Tierra-Sol), lo que hace que tan solo tarde 1,8 das terrestres en ejecutar una rbita y que su temperatura media sea de unos 2.000 grados Celsius.

WASP-76b es, por tanto, un jpiter supercaliente. Adems, la proximidad a su estrella hace que WASP-76b le ofrezca a esta siempre la misma cara, mientras que la otra mitad del planeta permanece sumida en la oscuridad. Por ello, la temperatura en la parte iluminada (el lado diurno) alcanza los 2.400 grados, pero es bastante ms baja en la mitad nocturna.

Glorias

Una gloria es un fenmeno ptico que se produce en la atmsfera terrestre cuando la luz solar es difractada por una nube de pequeas gotas de agua. Es, pues, un fenmeno similar al arcoris: se ve en la direccin opuesta al Sol. Pero las glorias aparecen generalmente como un anillo (aunque pueden ser varios) de dimetro menor que el arcoris, entre 5 y 20 grados, dependiendo del tamao de las gotas. Al formarse en direccin opuesta al Sol y con tamaos menores que los de los arcoris, las glorias quedan a menudo debajo de nuestro horizonte. Se ven mejor desde los aviones que vuelan suficientemente bajos como para que su sombra se vea proyectada sobre las nubes, punto central de una posible gloria.

Adems de en la Tierra, se haban observado glorias en Venus, pero nunca en un planeta fuera del sistema solar. Un equipo de astrnomos, liderado por O. Demangeon (de la Universidad de Oporto y en el que tambin colaboran investigadores de instituciones espaolas, utilizando el telescopio espacial europeo CHEOPS, pretende ahora haber detectado una gloria en la atmsfera de WASP-76b. El fenmeno se present como un abrillantamiento en el terminador oriental del exoplaneta, es decir, en la zona que separa el lado diurno del nocturno.

En la atmsfera de WASP-76b

Para que se ocasione una gloria hace falta que se den varias condiciones muy particulares: las gotas deben ser bien esfricas, uniformes y estables, la fuente de luz debe de ser intensa y la posicin del observador debe ser la adecuada para poder observar el fenmeno. Los autores consideran que todas estas condiciones se dan en WASP-76b, lo que les lleva a interpretar el citado abrillantamiento como una gloria.

La ocurrencia de este fenmeno en la atmsfera de un exoplaneta proporciona informacin valiosa sobre su composicin y comportamiento. Por ejemplo, la estabilidad atmosfrica que se deduce de la observacin contrasta con la idea que se tena previamente de que esta atmsfera deba ser muy turbulenta y catica. Adems, esta observacin ilustra el potencial de detectar fenmenos luminosos en otros planetas, estos efectos pueden ser ocasionados por una gran variedad de circunstancias. Por ejemplo, en un planeta rocoso, se podran buscar reflejos luminosos que revelasen la presencia de mares u ocanos.

Lluvia de hierro

Hace ahora cuatro aos que el exoplaneta WASP-76b atrajo la atencin de los medios de comunicacin cuando un estudio sugiri que su atmsfera contena hierro y que las condiciones all imperantes eran propicias para su precipitacin en forma de lluvia. En efecto, la temperatura en la zona iluminada del planeta (unos 2.400 grados Celsius) es suficiente para la vaporizacin del hierro que, una vez en las nubes, podra ser arrastrado por los vientos para pasar a la zona nocturna a una temperatura propicia para la condensacin (unos 1.400 grados) y formar as gotas de hierro lquido.

Sin embargo, estudios posteriores han puesto duda estos resultados, pues la mayor parte del hierro que se crea presente en el exoplaneta podra, en realidad, estar en una estrella compaera de WASP-76 que no era conocida antes. Todava cabe la posibilidad de que en la atmsfera del planeta haya algunas cantidades de hierro (adems de xido de aluminio y algunas sales de metales), pero los datos disponibles hoy da no permiten concluir sobre la posibilidad de que se forme una condensacin relevante de hierro en el lado nocturno del planeta.

En todo caso, nos encontramos ante un exoplaneta extraordinario, la proximidad a su estrella puede ocasionar fenmenos fsicos y qumicos extremos en su atmsfera abrasada y autnticamente infernal.

El artculo de Demangeon y colaboradores, titulado Asymmetry in the atmosphere of the ultra-hot Jupiter WASP-76b ha sido publicado recientemente en la revista europea Astronomy and Astrophysics y puede ser consultado en este enlace

Rafael Bachiller es director del Observatorio Astronmico Nacional (Instituto Geogrfico Nacional) y acadmico de la Real Academia de Doctores de Espaa.