Esta podría ser la primera detección de un planeta rocoso con atmósfera

En 1995 la historia fue testigo de una noticia asombrosa: se confirmaba la detección del primer exoplaneta, el primer cuerpo planetario fuera de nuestro sistema solar. Lo bautizaron con la denominación científica de 51 Pegasi b, un aburrido nombre para algo tan fascinante. Hasta ese año, tan solo podíamos probar la existencia de los planetas en nuestro acogedor vecindario solar. Júpiter, Saturno, Venus, Marte… cuerpos que se conocían desde la Antigüedad y que nos habían acompañado desde nuestros inicios más curiosos, cuando nos refugiábamos en cuevas y contábamos cuentos sobre el cielo al abrigo de una fogata. Pero ahí estaba ese nuevo invitado, 51 Pegasi b, un nuevo mundo orbitando un sol diferente.

Los años han pasado, las tecnologías han avanzado y los observatorios astronómicos han logrado detectar miles de planetas más allá de nuestra pequeña frontera solar. En estas últimas décadas el número de cuerpos planetarios confirmados ha superado ya los 5.000 exoplanetas y los astrónomos ahora se centran en buscar otras características interesantes.

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Hemos descubierto planetas enormes, tan grandes que superan varias veces nuestro Júpiter, hemos encontrado cuerpos orbitando estrellas dobles que harían las delicias de los fans de “El problema de los 3 cuerpos”, hemos detectado gigantes gaseosos que casi podrían ser estrellas… pero, sin duda, la búsqueda más interesante es la de encontrar un planea lo más parecido al nuestro, una exoTierra o Tierra 2.0.

Para ese gemelo terráqueo ya contamos con algunos candidatos pero uno de los elementos más complejos de afirmar con seguridad es la presencia de una atmósfera. Tenemos indicios de atmósferas en diferentes exoplanetas, la gran mayoría de ellos gigantes gaseosos, pero resultaba difícil encontrar un planeta rocoso envuelto en una atmósfera… hasta ahora.

Una nota en la web oficial de NASA acaba de anunciar que “los investigadores que utilizan el telescopio espacial James Webb de la NASA podrían haber detectado gases atmosféricos que rodean 55 Cancri-e, un exoplaneta rocoso y caliente a 41 años luz de la Tierra. Esta es la mejor evidencia hasta la fecha de la existencia de una atmósfera de planeta rocoso fuera de nuestro sistema solar”.

Las atmósferas de planetas gigantes gaseosos son relativamente fáciles de detectar, de hecho la primera de ellas fue confirmada por el Telescopio Hubble hace ya más de 20 años, sin embargo las atmósferas que rodean los planetas rocosos siguen siendo un reto para los investigadores puesto que son muy delgadas y densas.

El exoplaneta 55 Cancri-e es uno de los cinco cuerpos conocidos que orbitan alrededor de una estrella similar al Sol en la constelación de Cáncer. Es lo que llamamos “SuperTierra” ya que posee casi el doble de diámetro que nuestro planeta y es algo más denso. Su tamaño es algo menos que Neptuno pero su composición es muy similar al resto de planetas rocosos de nuestro sistema solar.

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Pero no nos emocionemos demasiado… 55 Cancri-e orbita demasiado cerca de su estrella y eso lo convierte en un planeta ardiente, un verdadero infierno. Estas elevadas temperaturas son precisamente las que han dificultado la detección de su atmósfera durante muchos años. Contamos con estudios anteriores de 55 Cancri-e en los que, con ayuda del Telescopio Spitzer, sugerían la presencia de una atmósfera sustancial rica en volátiles (moléculas que se encuentran en forma de gas) como oxígeno, nitrógeno y dióxido de carbono. Pero los investigadores no pudieron descartar otra posibilidad: que el planeta esté desnudo, salvo por un tenue manto de roca vaporizada, rica en elementos como silicio, hierro, aluminio y calcio. "El planeta está tan caliente que parte de la roca fundida debería evaporarse", explican en NASA.

Es aquí donde entra en escena el flamante Telescopio James Webb que por fin parece haber resuelto las dudas entre esas dos posibilidades. El Webb no puede realizar una captura directa del exoplaneta pero posee instrumentos en infrarrojo que pueden medir ese espectro de luz procedente del planeta y detectar sutiles cambios en esa luz conforme el planeta gira alrededor de su estrella.

Con esos datos, recopilados por el equipo del Webb, detectaron una diferencia notable de temperaturas. “Si el planeta estuviese simplemente cubierto de roca fundida oscura con un fino velo de roca vaporizada o sin atmósfera alguna, el lado diurno debería estar alrededor de 2200 °C, y sin embargo los datos del instrumento MIRI muestran una temperatura relativamente baja de alrededor 1540 °C. Esto es un indicativo muy potente de que la energía se está distribuyendo del lado diurno al nocturno, muy probablemente por una atmósfera rica en volátiles".

Esta temperatura, que es baja en comparación con un planeta similar sin atmósfera, indica que el calor se está distribuyendo desde el lado diurno al lado nocturno del planeta, posiblemente a través de una atmósfera rica en volátiles. En definitiva, la noticia muestra las pruebas más convincentes hasta el momento de que el planeta 55 Cancri e puede estar rodeado por una atmósfera rica en dióxido de carbono o monóxido de carbono y otros volátiles, no solo roca vaporizada.

"Hemos pasado los últimos diez años modelando diferentes escenarios, tratando de imaginar cómo sería este mundo", explica la astrónoma Yamila Miguel, coautora del descubrimiento. “¡Obtener finalmente alguna confirmación de nuestro trabajo no tiene precio!”.

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Referencias científicas y más información:

NASA Webb Mission Team: “NASA’s Webb Hints at Possible Atmosphere Surrounding Rocky Exoplanet” (2024)

University of Bern “Webb presents best evidence to date for rocky exoplanet atmosphere” PHys.org (2024)