Cinco años después de su descubrimiento, uno de los exoplanetas más emocionantes de la Vía Láctea se volvió aún más intrigante. GJ 1132 b, una vez aclamado como uno de los planetas más importantes fuera del Sistema Solar, parece haber perdido su atmósfera, y desde entonces ha crecido una nueva.
Esta podría ser la primera vez que identificamos un exoplaneta que ha reformado significativamente su atmósfera con actividad volcánica.
Esto no solo ha permitido a los científicos estudiar la composición magmática de un exoplaneta mediante el estudio de su atmósfera, sino que también plantea la posibilidad de que muchos más exoplanetas de este tipo alberguen atmósferas que podríamos sondear. Se ha aceptado un artículo que describe los resultados El diario astronómico, con una preimpresión disponible en arXiv.
“Es muy emocionante porque creemos que la atmósfera que vemos ahora se regeneró, por lo que podría ser una atmósfera secundaria”. dijo la astrónoma Raissa Estrela del Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) de la NASA en Pasadena, California.
“Primero pensamos que estos planetas altamente irradiados podrían ser bastante aburridos porque creíamos que habían perdido sus atmósferas. Pero miramos las observaciones existentes de este planeta con el Hubble y dijimos: ‘Oh, no, hay una atmósfera allí'”.
GJ 1132 b planteó un rompecabezas para los científicos. Su descubrimiento fue anunciado en 2015 con mucha fanfarria. Es un mundo rocoso, 1,66 veces la masa y 1,16 veces el tamaño de la Tierra, y está a solo 41 años luz de distancia. Los astrónomos pensaron que estudiarlo podría ayudarnos a comprender mejor los planetas rocosos de nuestro propio Sistema Solar (como la Tierra, Venus, y Marte).
Sin embargo, existen algunas diferencias importantes. GJ 1132 b está en una órbita de 1,6 días alrededor de su estrella anfitriona, GJ 1132. Aunque GJ 1132, una pequeña enana roja, es mucho más fría y tenue que el Sol, su temperatura aún sería abrasadora. alrededor de 530 Kelvin (257 ° C, 494 ° F). También golpearía a GJ 1132 b con 19 veces la radiación estelar incidente que la Tierra recibe del Sol.
Además, se cree que GJ 1132 b comenzó como un tipo de exoplaneta muy diferente al de la Tierra, Marte y Venus. Los astrónomos creen que el exoplaneta comenzó como un mini-Neptuno, más pequeño que Neptuno pero más grande que la Tierra, y lo que queda es el núcleo rocoso después de que su atmósfera de hidrógeno original se evaporara por la radiación estelar durante los 5 mil millones de años de vida del exoplaneta, filtrándose en solo unos pocos cientos de millones de años.
Luego, los astrónomos utilizaron el telescopio MPG / ESO en Chile para observar el exoplaneta mientras pasaba entre nosotros y su estrella. Estos tránsitos causan débiles caídas en la luz de las estrellas, pero, si un exoplaneta tiene atmósfera, los átomos de la atmósfera pueden absorber o emitir algunas longitudes de onda de luz, revelando la presencia de varios elementos.
Según los datos de MPG / ESO, GJ 1132 b sí tenía una atmósfera, y parecía rica en hidrógeno, lo que era consistente con el escenario de mini-Neptuno.
Ahora, una mirada más cercana al exoplaneta con el Telescopio Espacial Hubble ha cambiado esa noción.
No es una simple atmósfera de hidrógeno la que alberga GJ 1132 b, revelaron los datos del Hubble. En cambio, es una mezcla compleja de hidrógeno, cianuro de hidrógeno, metano y amoníaco, con una espesa neblina de hidrocarburos similar al smog de la Tierra.
Según los datos del equipo, la presión atmosférica en la superficie es similar a la presión atmosférica de la Tierra. Dado que esta atmósfera todavía se está filtrando al espacio, eso parece bastante sorprendente.
Para averiguar qué está pasando, el equipo recurrió al modelado por computadora. Parece que la explicación más probable es que la atmósfera de hidrógeno original de GJ 1132 b fue absorbida por el océano de magma fundido que cubría el exoplaneta cuando aún era muy joven.
Aunque la superficie del exoplaneta ya se ha enfriado, el interior todavía está cálido y activo, ya que las interacciones gravitacionales con la estrella la mantienen caliente y blanda. La actividad volcánica está liberando ese hidrógeno, entre otros elementos, para formar una nueva atmósfera. A medida que la atmósfera se escapa, se repone con el hidrógeno que aún está almacenado en el manto de GJ 1132 b.
Este hallazgo podría explicar por qué hay tantos mini-Neptunes por ahí. También podría significar que comenzar la vida como un mini Neptuno es un camino para crear mundos como la Tierra, Venus y Marte: rocosos, volcánicamente activos (al menos en un momento) y que albergan una atmósfera.
“¿Cuántos planetas terrestres no comienzan como terrestres? Algunos pueden comenzar como subneptunos y se convierten en terrestres a través de un mecanismo que fotoevapora la atmósfera primordial. Este proceso funciona al principio de la vida de un planeta, cuando la estrella está más caliente, ” dijo el astrónomo Mark Swain de JPL, autor principal de la investigación.
“Entonces la estrella se enfría y el planeta simplemente se queda ahí. Así que tienes este mecanismo en el que puedes cocinar la atmósfera en los primeros 100 millones de años, y luego las cosas se calman. Y si puedes regenerar la atmósfera, tal vez puede quedárselo “.
También es extremadamente interesante por derecho propio. La composición atmosférica de GJ 1132 b, incluso con las limitadas observaciones que hemos podido obtener, revela los procesos geológicos en el interior de un exoplaneta a 41 años luz de distancia. Eso es una locura, pero también sugiere que podríamos aprender aún más cuando los instrumentos de próxima generación como el telescopio espacial James Webb se pongan en marcha.
“Esta segunda atmósfera proviene de la superficie y el interior del planeta, por lo que es una ventana a la geología de otro mundo”. dijo el astrónomo Paul Rimmer de la Universidad de Cambridge en el Reino Unido.
“Se necesita hacer mucho más trabajo para verlo correctamente, pero el descubrimiento de esta ventana es de gran importancia”.
La investigación se publicará en El diario astronómico, y está disponible en arXiv.
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