El telescopio James Webb resuelve el misterio de un exoplaneta ‘inflado’

EEUU.

Con más de tres cuartas partes del volumen de Júpiter pero menos de una décima parte de su masa, el exoplaneta ‘WASP-107 b’ es uno de los planetas menos densos que se conocen. Ahora, nuevos datos del telescopio James Webb han ayudado a descifrar por qué este cuerpo gigante gaseoso está tan «hinchado».

Los datos obtenidos con Webb, combinados con observaciones anteriores del telescopio espacial Hubble, muestran ‘sorprendentemente’ poco metano (CH4) en la atmósfera de WASP-107 b, lo que indica que el interior del planeta debe ser significativamente más caliente y el núcleo mucho más masivo de lo que se estimaba anteriormente.

Los resultados, que ponen de manifiesto que el exoplaneta no es tan misterioso como parecía, se acaban de publicar en dos artículos en la revista Nature, informan sendas notas de la agencia espacial estadounidense NASA y de la Agencia Espacial Europea, ESA.

Las conclusiones, posibles gracias a ‘la extraordinaria capacidad’ del telescopio James Webb para medir la luz que pasa a través de las atmósferas de un exoplaneta, pueden explicar la hinchazón de docenas de exoplanetas de baja densidad.

Aunque los planetas hinchados o ‘esponjosos’ no son infrecuentes, la mayoría son más calientes y masivos y, por tanto, más fáciles de explicar.

«Basándonos en su radio, masa y edad, pensábamos que WASP-107 b tenía un núcleo rocoso muy pequeño rodeado por una enorme masa de hidrógeno y helio», explica Luis Welbanks, de la Universidad Estatal de Arizona, pero «resultaba difícil entender cómo un núcleo tan pequeño podía absorber tanto gas y no llegar a convertirse en un planeta de la masa de Júpiter».

Si, por el contrario, WASP-107 b tiene más masa en el núcleo, la atmósfera debería haberse contraído al enfriarse el planeta en el tiempo transcurrido desde su formación. Sin una fuente de calor para volver a expandir el gas, el planeta debería ser mucho más pequeño.

Aunque WASP-107 b tiene una distancia orbital de solo 8 millones de kilómetros (una séptima parte de la distancia entre Mercurio y el Sol), no recibe suficiente energía de su estrella para estar tan inflado.

Espectroscopia de transmisión

El radio gigante de WASP-107 b, su extensa atmósfera y su órbita de borde lo hacen ideal para la espectroscopia de transmisión, un método utilizado para identificar los distintos gases de la atmósfera de un exoplaneta basándose en cómo afectan a la luz de las estrellas.

Así, no solo se detectó, sino también se midió la abundancia de una gran cantidad de moléculas, como vapor de agua, metano, dióxido de carbono, monóxido de carbono, dióxido de azufre y amoníaco.

Los dos espectros -logrados con las mediciones de varios instrumentos del Webb y Hubble- muestran una sorprendente falta de metano en la atmósfera de WASP-107 b: una milésima parte de la cantidad esperada en función de su supuesta temperatura.

«Esto demuestra que el gas caliente de las profundidades del planeta debe estar mezclándose vigorosamente con las capas más frías situadas más arriba», detalla David Sing, de la Universidad Johns Hopkins.

El metano es inestable a altas temperaturas. «El hecho de que detectáramos tan poco, a pesar de que sí detectamos otras moléculas portadoras de carbono, nos indica que el interior del planeta debe estar bastante más caliente de lo que pensábamos», dice.

Calentamiento por mareas

Una fuente probable de la energía interna extra de WASP-107 b es el calentamiento por mareas causado por su órbita ligeramente elíptica.

Dado que la distancia entre la estrella y el planeta cambia continuamente a lo largo de su órbita de 5,7 días, la atracción gravitatoria también cambia, estirando el planeta y calentándolo.

Los investigadores habían propuesto anteriormente que el calentamiento por mareas podría ser la causa de la hinchazón de WASP-107 b, pero hasta que no se obtuvieron los resultados del telescopio James Webb, no había pruebas.

El núcleo es al menos el doble de masivo de lo que se estimó en un principio, lo que tiene más sentido en términos de cómo se forman los planetas.

En conjunto, resulta que WASP-107 b no es tan misterioso como parecía. «Los datos de Webb nos dicen que los planetas como WASP-107 b no tuvieron que formarse de una manera extraña, con un núcleo superpequeño y una enorme envoltura gaseosa», afirma Mike Line, de la Universidad Estatal de Arizona.

«En lugar de eso, podemos tomar algo más parecido a Neptuno, con mucha roca y no tanto gas, simplemente aumentar la temperatura y darle el aspecto que tiene».