Hubble Observa Exoplaneta que Nieva Protector Solar

El telescopio espacial Hubble de la NASA ha encontrado un planeta caliente de ampollas fuera de nuestro sistema solar donde "nieva" el protector solar. El problema es el protector solar (óxido de titanio) la precipitación sólo ocurre en el lado nocturno permanente del planeta. Cualquier posible visitante del exoplaneta, llamado Kepler-13Ab, necesitaría embotellar algo de ese protector solar, porque no lo encontrarán en el ardiente y caluroso lado diurno, que siempre se enfrenta a su estrella anfitriona.

Los astrónomos del Hubble sugieren que los vientos poderosos llevan el gas de óxido de titanio alrededor del lado frío de la noche, donde se condensa en copos cristalinos, formas nubes y precipitados como la nieve. La fuerte gravedad de la superficie de Kepler-13Ab's — seis veces mayor que la de Júpiter — saca la nieve de óxido de titanio de la atmósfera superior y la atrapa en la atmósfera más baja.

Esta ilustración muestra el ardiente planeta Kepler-13Ab que circunda muy cerca de su estrella anfitriona, Kepler-13a. En el lado nocturno la inmensa gravedad del planeta derriba el óxido de titanio, que se precipita como la nieve. Visto en el fondo es el compañero binario de la estrella, Kepler-13B, y el tercer miembro del sistema de la múltiple-estrella es la estrella Enana Anaranjada, Kepler-13C.

Créditos: NASA, ESA, y G. Bacon (STScI)

Los astrónomos que usaban Hubble no buscaban óxido de titanio específicamente. En cambio, observaron que la atmósfera del planeta gigante es más fría en altitudes más altas, lo cual es contrario a lo que se esperaba. Este hallazgo llevó a los investigadores a concluir que una forma gaseosa que absorbe la luz de óxido de titanio, comúnmente encontrada en esta clase de estrellas-abrazos, planeta gigante gaseoso conocido como "Júpiter caliente", ha sido eliminado de la atmósfera del lado que da a su estrella.

Las observaciones del Hubble representan la primera vez que los astrónomos han detectado este proceso de precipitación, llamado "trampa fría", en un exoplaneta.

Sin el gas de óxido de titanio para absorber la luz de las estrellas entrante en el lado diurno, la temperatura atmosférica se hace más fría con el aumento de la altitud. Normalmente, el óxido de titanio en las atmósferas de Júpiter caliente absorbe la luz y la reirradia como calor, haciendo que la atmósfera crezca más cálida a mayores altitudes.

Esta es la impresión de un artista del planeta gas gigante Kepler-13Ab en comparación con el tamaño de varios de nuestros planetas del sistema solar. El exoplaneta gigante es seis veces más masivo que Júpiter. Kepler-13Ab es también uno de los planetas más calientes conocidos, con una temperatura en el lado que mira a su estrella de casi 5.000 grados Fahrenheit. Orbita muy cerca de la estrella Kepler-13A, que se encuentra a una distancia de 1.730 años luz de la Tierra.

Créditos: NASA, esa, y a. Feild (STScI)

Este tipo de observaciones proporcionan una visión de la complejidad del clima y la composición atmosférica en los exoplanetas, y puede ser aplicable algún día a analizar planetas de tamaño de la Tierra para la habitabilidad.

"En muchos sentidos, los estudios atmosféricos que estamos haciendo sobre los Jupiters calientes ahora son testbeds por cómo vamos a hacer estudios atmosféricos sobre planetas terrestres, como la Tierra", dijo el investigador principal Thomas Beatty de la Universidad Estatal de Pennsylvania en University Park. "Jupiters calientes nos proporcionan las mejores vistas de lo que los climas en otros mundos son como." "Entender las atmósferas de estos planetas y cómo funcionan, lo que no se entiende en detalle, nos ayudará cuando estudiemos estos planetas más pequeños que son más difíciles de ver y tienen rasgos más complicados en sus atmósferas".

El equipo de Beatty seleccionó a Kepler-13Ab porque es uno de los más calientes de los exoplanetas conocidos, con una temperatura dayside ( El lado que da permanentemente a su estrella) de casi 5.000 grados Fahrenheit. Las observaciones pasadas de otros Júpiter calientes han revelado que las atmósferas superiores aumentan de temperatura. Incluso a temperaturas mucho más frías, la mayoría de los gigantes gaseosos de nuestro sistema solar también exhiben este fenómeno.

Kepler-13Ab está tan cerca de su estrella principal que está encerrado en las mareas. Un lado del planeta siempre enfrenta a la estrella; el otro lado está en oscuridad permanente. (del mismo modo, nuestra Luna está encerrada en la Tierra; sólo un hemisferio es permanentemente visible desde la Tierra.)

Las observaciones confirman una teoría de hace varios años que esta clase de precipitación podría ocurrir en los planetas masivos, calientes con la gravedad de gran alcance.

"Presumiblemente, este proceso de precipitación está sucediendo en la mayoría de los Jupiters calientes observados, pero esos gigantes gaseosos todos tienen una superficie inferior gravedades que Kepler-13Ab", explicó Beatty. "La nieve de óxido de titanio no cae lo suficientemente lejos en esas atmósferas, y luego se barre de nuevo a la dayside más caliente, se revaporiza, y vuelve a un estado gaseoso."

Los investigadores utilizaron la cámara de campo amplia del Hubble 3 para realizar observaciones espectroscópicas de la atmósfera del exoplaneta en la luz infrarroja cercana. Hubble hizo las observaciones mientras que el mundo distante viajó detrás de su estrella, un acontecimiento llamado un eclipse secundario. Este tipo de Eclipse produce información sobre la temperatura de los componentes en la atmósfera del dayside del exoplaneta.

"Estas observaciones de Kepler-13Ab nos están diciendo cómo se forman los condensados y las nubes en las atmósferas de Júpiter muy calientes, y cómo la gravedad afectará la composición de una atmósfera", explicó Beatty. "Al mirar estos planetas, usted necesita saber no sólo lo caliente que son, pero lo que su gravedad es como."

El sistema Kepler-13 reside a 1.730 años luz de la Tierra.

Donna Weaver / Ray Villard
Space Telescope Science Institute, Baltimore, Maryland
410-338-4493 / 410-338-4514
dweaver@stsci.edu / villard@stsci.edu

Thomas Beatty
Pennsylvania State University, University Park
814-863-7346
tbeatty@psu.edu

Last Updated: Oct. 26, 2017

Editor: Karl Hille

Traducción: El Quelonio Volador