Por primera vez, el JWST nos ha dado un desglose detallado del interior de un mundo fuera de nuestro Sistema Solar.
El extremadamente extraño exoplaneta WASP-107b tiene una atmósfera sorprendentemente baja en metano, lo que sugiere que el interior del exoplaneta debe ser significativamente más caliente de lo que pensábamos, y su núcleo también debe ser más masivo. Esto finalmente ayuda a explicar la densidad similar al algodón de azúcar de WASP-107b.
Anteriormente se pensaba que WASP-107b tenía un núcleo bastante pequeño, rodeado por una enorme envoltura hinchada de hidrógeno y helio, lo que habría requerido algunos cambios en nuestra comprensión de cómo se forman y evolucionan los planetas. Los nuevos resultados significan que el exoplaneta se puede explicar con modelos existentes, sin necesidad de una revisión radical.
“Los datos de Webb nos dicen que planetas como WASP-107 b no tuvieron que formarse de alguna manera extraña con un núcleo súper pequeño y una enorme envoltura gaseosa”. dice el astrónomo Mike Line
“En lugar de eso, podemos tomar algo más parecido a Neptuno, con mucha roca y no tanto gas, simplemente aumentar la temperatura y elevarlo para que se vea en el camino”. [WASP-107b] hace.”
Incluso cuando el descubrimiento de WASP-107b fue anunciado en 2017, sabíamos que había algo extraño en el exoplaneta. Al estudiar cuidadosamente cómo el exoplaneta afectaba a su estrella anfitriona, los astrónomos pudieron derivar su masa y radio, lo que reveló que tenía una densidad increíblemente baja.
Un análisis más detallado reveló que la densidad es tan baja que el mundo puede clasificarse como una “súper-puff”: sólo 0,13 gramos por centímetro cúbico. La densidad media de Júpiter
También sabemos por esos estudios previos que el exoplaneta gigante orbita una estrella a unos 200 años luz de distancia, con un período orbital de 5,7 días.
Si bien eso puede parecernos poco aquí en el Sistema Solar, para los gigantes gaseosos hinchados es todo un bucle que hace que WASP-107b sea más frío que sus pares: Júpiter calientes con períodos orbitales mucho más pequeños cuyas atmósferas expandidas pueden explicarse por el calor que irradia desde su estrella. La órbita “distante” de WASP-107b y su temperatura relativamente fría hicieron que su hinchazón fuera difícil de explicar.
Entonces, dos equipos de astrónomos, uno dirigido por Sing y el otro dirigido por Luis Welbanks de ASU, reclutaron al JWST para observar la atmósfera del exoplaneta.
A medida que WASP-107b pasa entre nosotros y su estrella anfitriona, parte de la luz de la estrella es absorbida o amplificada por moléculas en la atmósfera del exoplaneta. Al estudiar la diferencia en la luz de la estrella con y sin el exoplaneta, y buscando longitudes de onda más brillantes y más tenues en el espectro, los astrónomos pueden identificar las huellas dactilares de moléculas específicas en la capa de gas de un exoplaneta.
Si bien es sorprendente que la atmósfera de WASP-107b contenga muy poco metano, esto ofrece una explicación de cómo el exoplaneta llegó a ser como es.
“Esto es evidencia de que el gas caliente de las profundidades del planeta debe estar mezclándose vigorosamente con las capas más frías de más arriba”. cantar dice.
“El metano es inestable a altas temperaturas. El hecho de que detectemos tan poco, aunque detectamos otras moléculas que contienen carbono, nos dice que el interior del planeta debe estar significativamente más caliente de lo que pensábamos”.
Esta es una pieza del rompecabezas. Otra pieza involucra el resto de lo que los investigadores encontraron en la atmósfera de WASP-107b, incluido dióxido de azufre, vapor de agua, dióxido de carbono y monóxido de carbono, con un mayor contenido de elementos pesados que Neptuno o Urano.
Combinando las proporciones de los elementos más pesados y los más ligeros con la cantidad de energía que hay dentro del exoplaneta en función de la cantidad de calor que genera, los investigadores determinaron el tamaño del núcleo de WASP-107b. Y descubrieron que era mucho más grande de lo que pensábamos: 12 veces la masa del núcleo de la Tierra y al menos el doble de lo que se pensaba inicialmente.
Esto significa que no necesitamos modelos extraños de formación planetaria para explicar su existencia.
En cuanto a qué está causando que el núcleo esté tan caliente, será necesario investigar más a fondo. La órbita del exoplaneta alrededor de su estrella anfitriona es ligeramente elíptica, lo que provoca una tensión gravitacional cambiante en el interior del planeta, calentándolo desde el interior. Los investigadores creen que esta es probablemente la fuente del calor que hace que WASP-107b sea tan caliente.
Los dos artículos han sido publicados en Naturaleza. se pueden encontrar aquí y aquí.