Primera observación detallada de exoplanetas perdiendo su atmósfera

Científicos españoles han observado por primera vez desde telescopios en tierra cómo un exoplaneta gigante que orbita muy cerca de su estrella está perdiendo parte del helio de su atmósfera, un fenómeno que hasta ahora solo se había estudiado a baja resolución desde el espacio con telescopios como el Hubble.

Los resultados de la investigación, liderada por Lisa Nortmann, del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), y en el que han participado científicos del Centro de Astrobiología (CAB), del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA), y del Instituto de Estudios Espaciales de Cataluña (IEEC), se publican en Science junto a otro estudio liderado por la Universidad de Ginebra (Suiza), informa Efe.

Las dos investigaciones son independientes pero ambas han usado los instrumentos del Observatorio de Calar Alto, en Almería y contienen conclusiones convergentes.

Las atmósferas de los gigantes gaseosos (o jupiteres calientes), se componen principalmente de hidrógeno y helio, dos elementos tan ligeros que son relativamente fáciles de observar.

El método más común de observación es el ‘tránsito’, que tiene lugar cuando el planeta pasa por delante de su estrella y absorbe parte de la luz del astro, un fenómeno que generalmente se estudia con mayor precisión desde el espacio para evitar que la atmósfera terrestre distorsione el resultado de la observación.

«El problema es que en el espacio, todos los instrumentos disponibles son de baja resolución espectral y no permiten estudiar líneas estrechas del espectro como las del helio, que se absorben en una longitud de onda muy estrecha», ha explicado en declaraciones a Efe Enric Pallé, investigador del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) y coautor del estudio liderado por españoles.

Sin embargo, los dos estudios publicados hoy en Science demuestran que se puede observar el escape de helio desde el suelo y con un grado de detalle nunca visto hasta ahora, aprovechando el gran tamaño de los espejos de los telescopios en tierra.

«Los dos grupos hemos utilizado Carmenes, el espectrógrafo de alta resolución en el infrarrojo cercano instalado en el Observatorio español de Calar Alto, que fue diseñado para medir y calcular los desplazamientos de los exoplanetas pero que ha servido para detectar también su atmósfera con gran detalle», destaca Pallé.

Descubrir que Carmenes sirve para analizar atmósferas planetarias «ha sido una gratísima sorpresa que convierte al instrumento en uno de los referentes mundiales en ciencias exoplanetarias», subraya José Antonio Caballero, investigador del CAB y coautor del trabajo.

«El poder resolutivo del espectrógrafo es mil veces mayor que el de los telescopios del espacio», lo que «no solo nos ha permitido ver el helio de un exoplaneta sino determinar cuántos kilómetros mide su atmósfera, a qué velocidad se mueve, si tiene cola y cuál es su extensión», asegura Pallé.

«Ha sido como pasar de ver Marte como un punto en el firmamento a tener un mapa detallado de la superficie del planeta», matiza la líder del estudio, Lisa Nortmann.

Y es que, tal y como recoge Science, el equipo de Nortmann ha detectado helio escapando del exoplaneta gigante WASP-69b, pero además ha obtenido información sobre la velocidad de los átomos de helio que abandonan el campo gravitatorio del planeta y la longitud de la cola que producen, «lo que demuestra que el planeta está perdiendo su atmósfera y que, probablemente, dentro de varios miles de años será un planeta mucho más atmósfera», detalla Pallé.

Para María Rosa Zapatero Osorio, coautora de la investigación en el CAB, «la detección de la línea de helio abre una ventana importante para el estudio de las capas externas de las atmósferas de planetas poco densos, permitiendo una mejor caracterización física de los sistemas planetarios vecinos al nuestro».

El mismo equipo analizó otros cuatro planetas de tamaño similar: dos de ellos, dos jupiteres calientes con una masa similar a la de Júpiter, un planeta gigante extremadamente caliente (KELT-9b) y un exoplaneta cálido de tamaño de Neptuno (GJ436b).

A partir de ahora, el siguiente paso para los astrónomos será describir las características de los más de 3.800 planetas extrasolares que se han detectado hasta la fecha, una labor en la que el espectrógrafo Carmenes jugará un papel determinante. EFE