Un mundo alienígena a solo 70 años luz de la Tierra es uno de los más extraños que hemos encontrado hasta ahora.
Tiene 20 masas de Júpiter, tiene temperaturas que podrían derretir aluminio rápidamente y tiene una órbita de 10,000 años alrededor de no una sino dos estrellas. Y, oh sí: es devastado por una constante y tempestuosa tormenta de arena.
Los astrónomos han utilizado el Telescopio Espacial James Webb para obtener las observaciones de mayor fidelidad hasta el momento del objeto de masa planetaria, revelando nubes turbulentas de granos de silicato que circulan en la atmósfera del mundo llamado VHS 1256 b.
El descubrimiento, publicado el año pasado en el servidor de preimpresión arXiv, ha pasado por el proceso de revisión por pares y debe aparecer en Las cartas del diario astrofísico.
Además, el equipo identificó muchos de los componentes de la atmósfera de VHS 1256 b. Estos incluyen detecciones inequívocas de metano, monóxido de carbono y agua, con evidencia adicional de dióxido de carbono.
“Ningún otro telescopio ha identificado tantas características a la vez para un solo objetivo”, dice el astrofísico Paul Mollière del Instituto Max Planck de Astronomía en Alemania. “Estamos viendo muchas moléculas en un solo espectro del JWST que detallan los sistemas dinámicos de nubes y clima del planeta”.
VHS 1256 b es algo así como un enigma. Su masa se extiende a ambos lados del límite entre los planetas gigantes y las enanas marrones, “estrellas fallidas” que no son lo suficientemente masivas como para fusionar hidrógeno pero que pueden fusionar el deuterio, un isótopo de hidrógeno más pesado en sus núcleos, que tiene una temperatura y presión de fusión más bajas que el hidrógeno.
Se cree que los dos tipos de objetos se forman de manera bastante diferente. Las enanas marrones generalmente se forman como estrellas, colapsando de un denso nudo de material en una nube de gas y polvo y luego absorbiendo más material para crecer. La fusión del deuterio es un paso intermedio a medida que la estrella crece, pero algunas estrellas, las enanas marrones, dejan de crecer en ese punto y se quedan como están.
Por otro lado, se cree que los planetas se forman de abajo hacia arriba, a partir del material que queda después de que se formó una estrella, agrupándose para convertirse en un planeta. Se cree que ese material suele estar bastante cerca de la estrella. La amplia separación orbital de VHS 1256 b de sus dos soles sugiere que se formó por el colapso de una nube, pero eso no es un diagnóstico.
Teóricamente, los planetas también pueden formarse a partir del modelo de colapso de nubes; la masa mínima estimada para un objeto de colapso de nubes es un Júpiter. La línea divisoria entre un planeta y una enana marrón es, por lo tanto, el límite de masa de combustión de deuterio, lo que significa que se desconoce la naturaleza precisa de VHS 1256 b.
Pero es esa gran distancia la que permitió observaciones tan espectaculares.
“VHS 1256 b está aproximadamente cuatro veces más lejos de sus estrellas que Plutón de nuestro Sol, lo que lo convierte en un gran objetivo para Webb”. dice la astrónoma Brittany Miles de la Universidad de Arizona, quien dirigió el equipo de investigación internacional. “Eso significa que la luz del planeta no se mezcla con la luz de sus estrellas”.
El rango de observación de JWST es el infrarrojo y el infrarrojo cercano, el rango que incluye la radiación térmica. Y VHS 1256 b es muy joven, tiene solo 150 millones de años y todavía está bastante caliente por el proceso de formación. Su atmósfera, donde se encuentran las nubes de arena, alcanza los 830 grados centígrados (1.526 grados Fahrenheit).
Este calor, junto con su baja gravedad, es lo que hace que sus cielos sean tan turbulentos. Los científicos analizaron la luz detectada por JWST, estudiando el espectro en detalle para seleccionar las características producidas por varios elementos que absorben longitudes de onda específicas.
Así es como identificaron los diversos gases que encontraron en la atmósfera del objeto, y las nubes de arena que cambian constantemente, probablemente compuestas de enstatita, forsterita o cuarzo.
Los datos fueron tan detallados que los investigadores también pudieron identificar diferentes tamaños de granos, desde granos más finos como partículas de humo hasta granos más grandes como arena. Estos granos más grandes, según la hipótesis de los investigadores, son demasiado pesados para permanecer en la atmósfera superior y volver a llover hacia el interior, a medida que ascienden las partículas más pequeñas.
Esto produce una variación dramática en el brillo del mundo durante su día de 22 horas, lo que sugiere que las nubes de silicato podrían ser un mecanismo común para producir tales variaciones en las enanas marrones. El equipo cree que las observaciones podrían replicarse fácilmente para otras enanas marrones, lo que podría ayudarnos a aprender más sobre estos extraños objetos.
Y VHS 1256b nos ha dado mucho que masticar.
“Hemos aislado silicatos, pero comprender mejor qué tamaños y formas de grano coinciden con tipos específicos de nubes requerirá mucho trabajo adicional”. dice la astrofísica Elisabeth Matthews del Instituto Max Planck de Astronomía.
“Esta no es la última palabra en este planeta, es solo el comienzo de un esfuerzo de modelado a gran escala para comprender los datos complejos de JWST”.
La investigación ha sido publicada en Las cartas del diario astrofísico.