Hubble encuentra tres exoplanetas sorprendentemente secos: 24 de julio 2014

Esta es una ilustración artística del planeta gigante gaseoso HD 209458b en la constelación de Pegaso. Para sorpresa de los astrónomos, han encontrado mucho menos vapor de agua en la atmósfera del mundo caliente que predicen los modelos estándar de planeta-formación.

Crédito de la imagen: NASA, ESA, G. Bacon (STScI) y N. Madhusudhan (UC)

 

Astrónomos usando el telescopio espacial Hubble de la NASA han ido buscando el vapor de agua en las atmósferas de los tres planetas orbitando alrededor de estrellas similares al Sol--y han llegado que están casi secos.

 

Los tres planetas, conocidos como HD 189733b, HD 209458b y WASP-12b, están entre 60 y 900 años-luz de la Tierra y se pensaron que los candidatos ideales para la detección de vapor de agua en sus atmósferas debido a sus altas temperaturas donde el agua se convierte en un vapor medible.

 

Son los llamados "hot Jupiters" Júpiter Calientes ) tan cerca de sus estrellas que tienen temperaturas de entre 1.500 y 4.000 grados Fahrenheit, sin embargo, los planetas fueron encontrados para tener sólo una décima parte de una milésima de la cantidad de agua predicha por las teorías de formación planetaria-estándar.

 

"Nuestra medición de agua en uno de los planetas, HD 209458b, es la medida de más alta precisión de cualquier compuesto químico en un planeta fuera de nuestro sistema solar, y ahora podemos decir con mucha certeza más que nunca antes que hemos encontrado agua en un exoplaneta," dijo Nikku Madhusudhan del Instituto de Astronomía de la Universidad de Cambridge, Inglaterra. "Sin embargo, la abundancia de agua baja que hemos encontrado hasta ahora es bastante asombrosa".

 

Madhusudhan, quien dirigió la investigación, dijo que este hallazgo presenta un reto a la teoría de exoplanetas. "Básicamente abre una caja de Pandora en la formación del planeta. Esperábamos todos estos planetas a tengan mucha agua en ellos. Tenemos que revisar modelos de formación y migración de planeta de planetas gigantes, especialmente "hot Jupiters" e investigar cómo se forman".

 

Subraya que estos resultados pueden tener importantes consecuencias en la búsqueda de agua en exoplanetas tamaño tierra potencialmente habitables. Los instrumentos sobre telescopios espaciales futuros pueden necesitar ser diseñados con una sensibilidad mayor si el blanco son planetas que son más secos de lo predicho. "Debemos estar preparados para la abundancia de agua mucho menor de lo previsto cuando se mira en súper-tierras (planetas rocosos que son varias veces la masa de la Tierra)", dijo Madhusudhan.

 

Utilizando espectros de infrarrojo cercano de los planetas observados con el Hubble, Madhusudhan y sus colaboradores estimaron la cantidad de vapor de agua en cada una de las atmósferas planetarias que explica los datos.

 

Los planetas fueron seleccionados porque orbitan alrededor de estrellas relativamente brillantes que proporcionan suficiente radiación para que un espectro de luz infrarroja sea tomado. Características de absorción de vapor del agua en la atmósfera del planeta se detectan porque ellos se superponen a la pequeña cantidad de luz de las estrellas que se mira a través de la atmósfera del planeta.

 

La detección de agua es casi imposible para el tránsito de los planetas desde el suelo porque la atmósfera de la Tierra tiene mucha agua, que contamina la observación. "Realmente necesitamos el telescopio espacial Hubble para hacer esas observaciones," dijo Nicolas Crouzet del Instituto Dunlap en la Universidad de Toronto y coautor del estudio.

 

La teoría actualmente aceptada en cómo los gigantes planetas de nuestro sistema solar se han formado, conocido como acreción del núcleo, los Estados se forma un planeta alrededor de la joven estrella en un Disco protoplanetario compuesta principalmente por hidrógeno, helio y las partículas de hielo y polvo compuesto de otros elementos químicos. Las partículas de polvo se pegan unas al otras, eventualmente formando granos cada vez más grandes. Las fuerzas gravitacionales del disco dibujan en estos granos y partículas más grandes hasta que se forme un núcleo sólido. Entonces esto conduce al fugitiva acumulación de sólidos y gases para eventualmente formar un planeta gigante.

 

Esta teoría predice que las proporciones de los distintos elementos en el planeta se han mejorado en comparación con los de su estrella, especialmente oxígeno, que se supone es el más mayor. Una vez que las formas del planeta gigante, su oxígeno atmosférico se espera que en gran medida se engloba dentro de las moléculas de agua. Los muy bajos niveles de vapor de agua por esta investigación plantear una serie de preguntas acerca de los ingredientes químicos que conducen a la formación planetaria.

 

"Hay tantas cosas que aún desconocemos exoplanetas, así que esto abre un nuevo capítulo en la comprensión como planetas y sistemas solares en formación," dijo Drake Deming de la Universidad de Maryland, quien dirigió uno de los estudios precursores. "El problema es que estamos asumiendo que el agua puede ser tan abundante como en nuestro propio sistema solar. Lo que nuestro estudio ha mostrado es que las características del agua podrían ser mucho más débiles que nuestras expectativas".

 

Las conclusiones son publicadas el 24 de julio en The Astrophysical Journal Letters.

 

El telescopio espacial Hubble es un proyecto de cooperación internacional entre la NASA y la Agencia Espacial Europea. La NASA Goddard Space Flight Center en Greenbelt, Maryland, gestiona el telescopio. El Space Telescope Science Institute (STScI) en Baltimore realiza operaciones científicas de Hubble. STScI es operada por la NASA por la Association of Universities for Research in Astronomy, Inc., en Washington.

 

.D. Harrington
Headquarters, Washington
202-358-5241
j.d.harrington@nasa.gov Ray Villard
Space Telescope Science Institute, Baltimore, Md.
410-338-4514
villard@stsci.edu

Traducción: El Quelonio Volador