La búsqueda de exoplanetas ha arrojado muchos estudios de casos fascinantes. Por ejemplo, las encuestas han arrojado muchos "Júpiter calientes", gigantes gaseosos que son similares en tamaño a Júpiter pero orbitan muy cerca de sus soles. Este tipo particular de exoplaneta ha sido una fuente de interés para los astrónomos, principalmente porque su existencia desafía el pensamiento convencional sobre dónde pueden existir gigantes gaseosos en un sistema estelar.
Por eso, un equipo internacional dirigido por investigadores del Observatorio Europeo Austral (ESO) utilizó el Very Large Telescope (VLT) para ver mejor WASP-19b, un Júpiter caliente ubicado a 815 años luz de la Tierra. En el curso de estas observaciones, notaron que la atmósfera del planeta contenía rastros de óxido de titanio, por lo que esta es la primera vez que este compuesto se detecta en la atmósfera de un gigante gaseoso.
El estudio que describe sus hallazgos, titulado "Detección de óxido de titanio en la atmósfera de un Júpiter caliente", apareció recientemente en la revista científica. Naturaleza.Dirigido por Elyar Sedaghati, un recién graduado de la Universidad Técnica de Berlín y miembro del Observatorio Europeo Austral, el equipo utilizó datos recopilados por la matriz VLT en el transcurso de un año para estudiar WASP-19b.
Como todos los Júpiter calientes, WASP-19b tiene aproximadamente la misma masa que Júpiter y orbita muy cerca de su sol. De hecho, su período orbital es tan corto, solo 19 horas, que se estima que las temperaturas en su atmósfera alcancen los 2273 K (2000 ° C; 3632 ° F). ¡Eso es cuatro veces más caliente que Venus, donde las temperaturas son lo suficientemente altas como para derretir el plomo! De hecho, las temperaturas en WASP-19b son lo suficientemente altas como para derretir minerales de silicato y platino.
El estudio se basó en el instrumento FOcal Reducer / espectrógrafo de baja dispersión 2 (FORS2) en el VLT, un instrumento óptico multimodo capaz de realizar imágenes, espectroscopía y el estudio de luz polarizada (polarimetría). Usando FORS2, el equipo observando el planeta al pasar frente a su estrella (también conocido como hizo un tránsito), que reveló espectros valiosos de su atmósfera.
Después de analizar cuidadosamente la luz que pasó a través de sus nubes nebulosas, el equipo se sorprendió al encontrar pequeñas cantidades de óxido de titanio (así como sodio y agua). Como dijo Elyar Sedaghati, que pasó 2 años como estudiante con el ESO para trabajar en este proyecto, sobre el descubrimiento en un comunicado de prensa de ES:
“Sin embargo, detectar tales moléculas no es una hazaña simple. No solo necesitamos datos de calidad excepcional, sino que también necesitamos realizar un análisis sofisticado. Utilizamos un algoritmo que explora muchos millones de espectros que abarcan una amplia gama de composiciones químicas, temperaturas y propiedades de nubes o turbidez para sacar nuestras conclusiones.”
El óxido de titanio es un compuesto muy raro que se sabe que existe en las atmósferas de las estrellas frías. En pequeñas cantidades, actúa como un absorbente de calor y, por lo tanto, es probable que sea en parte responsable de que WASP-19b experimente temperaturas tan altas. En cantidades suficientemente grandes, puede evitar que el calor ingrese o escape de una atmósfera, causando lo que se conoce como inversión térmica.
Este es un fenómeno donde las temperaturas son más altas en la atmósfera superior y más bajas más abajo. En la Tierra, el ozono juega un papel similar, causando una inversión de temperaturas en la estratosfera. Pero en los gigantes gaseosos, esto es lo contrario de lo que suele suceder. Mientras que Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno experimentan temperaturas más frías en sus atmósferas superiores, las temperaturas son mucho más altas más cerca del núcleo debido al aumento de la presión.
El equipo cree que la presencia de este compuesto podría tener un efecto sustancial en la temperatura, estructura y circulación de la atmósfera. Además, el hecho de que el equipo pudo detectar este compuesto (el primero para los investigadores de exoplanetas) es una indicación de cómo los estudios de exoplanetas están logrando nuevos niveles de detalle. Es probable que todo esto tenga un profundo impacto en futuros estudios de atmósferas de exoplanetas.
El estudio tampoco hubiera sido posible si no fuera por el instrumento FORS2, que se agregó a la matriz VLT en los últimos años. Como Henri Boffin, el científico del instrumento que dirigió el proyecto de renovación, comentó:
“Este importante descubrimiento es el resultado de una renovación del instrumento FORS2 que se realizó exactamente para este propósito.. Desde entonces, FORS2 se ha convertido en el mejor instrumento para realizar este tipo de estudio desde cero.”
Mirando hacia el futuro, está claro que la detección de óxidos metálicos y otras sustancias similares en atmósferas de exoplanetas también permitirá la creación de mejores modelos atmosféricos. Con esto en mano, los astrónomos podrán realizar estudios mucho más detallados y precisos sobre atmósferas de exoplanetas, lo que les permitirá evaluar con mayor certeza si alguno de ellos es habitable o no.
Entonces, si bien este último planeta no tiene posibilidades de mantener la vida, ¡tendrás más suerte de encontrar cubitos de hielo en el desierto de Gobi! - su descubrimiento podría ayudar a señalar el camino hacia exoplanetas habitables en el futuro. ¡Un paso más cerca de encontrar un mundo que pueda soportar la vida, o posiblemente esa esquiva Tierra 2.0!
