La misteriosa firma de calor del exoplaneta mundo infernal, a 40 años luz de la Tierra, finalmente podría ser resuelta
Durante casi veinte años, los científicos han rastreado señales desconcertantes de un planeta masivo conocido como ’55 Cancri e’.
El ardiente “planeta del infierno”, la llamada súper Tierra a casi 40 años luz de distancia, puede alcanzar temperaturas superiores a los 4.400 grados Fahrenheit en su lado diurno.
Pronto, con la ayuda del Telescopio Espacial James Webb (JWST), los investigadores esperan decodificar completamente esas señales, demostrando si el planeta genera y arroja completamente su propia atmósfera bajo el intenso calor de su estrella madre.
A medida que el planeta pasa por esa estrella, Copérnico, los científicos han registrado pequeños eclipses y halos de la propia luz estelar de Copérnico mientras esa luz atraviesa la atmósfera infernal de 55 Cancri e hacia la Tierra.
Una nueva teoría sobre la atmósfera en evaporación y regeneración de 55 Cancri e, publicada en septiembre, se desarrolló después de revisar los registros de esos eclipses.
La nueva predicción del investigador: “una atmósfera secundaria, delgada y transitoria” en 55 Cancri e, que es expulsada constantemente por su siempre presente actividad volcánica.
A medida que el planeta pasa por esa estrella, Copérnico, los científicos han registrado pequeños eclipses y halos de la propia luz estelar de Copérnico mientras esa luz atraviesa la atmósfera infernal de 55 Cancri e hacia la Tierra.
Una nueva teoría sobre la atmósfera en evaporación y regeneración de 55 Cancri e, publicada en septiembre, se desarrolló después de revisar los registros de esos eclipses.
La nueva predicción del investigador: “una atmósfera secundaria, delgada y transitoria” en 55 Cancri e, que es expulsada constantemente por su siempre presente actividad volcánica.
Después de que se descubriera 55 Cancri e en 2004, los científicos determinaron que era probable que tuviera volcanes, flujos de lava y vientos de alta velocidad que arrastraban tormentas de “lluvia” de rocas.
Incluso en su lado nocturno más fresco, las temperaturas en 55 Cancri e rondan el calor abrasador de la roca fundida, alrededor de 2,060 F.
Según Lily Zhao, del Centro de Astrofísica Computacional del Instituto Flatiron en Nueva York, “probablemente el planeta sea tan caliente que nada de lo que sepamos podría sobrevivir en la superficie”.
El nuevo estudio utilizó luz visible e infrarroja recopilada desde tres telescopios espaciales separados para modelar la composición gaseosa de esta atmósfera aparentemente en constante cambio que rodea a 55 Cancri e.
En esencia, se cree que los volcanes del planeta infierno expulsan regularmente gas caliente, un proceso llamado naturalmente “desgasificación”, que envuelve a todo el planeta en nuevas capas de atmósfera.
Pero poco después, como un reloj, la intensa radiación y los vientos solares de su sol despojan a 55 Cancri e de gran parte de su nueva y extremadamente caliente atmósfera.
Pero según el autor del nuevo estudio, el astrofísico Kevin Heng de la Universidad Ludwig Maximilian en Alemania, esta agitación de nueva atmósfera nunca abandona el planeta por completo como “roca calva”, como sugieren teorías anteriores.
“A pesar de esta variabilidad”, escribió Heng, “su profundidad de tránsito [el área del planeta eclipsante a su estrella eclipsada] permanece algo constante en el tiempo y es inconsistente con el material opaco”.
En otras palabras, incluso en su forma más “calva” parece permanecer algo de atmósfera, pero sólo en forma visible a través de una firma de calor infrarrojo.
Heng detectó evidencia de tres telescopios orbitales, incluido el Telescopio Espacial Spitzer y el telescopio espacial CHEOPS, para sugerir la posibilidad de una ‘atmósfera secundaria’ delgada y en constante renovación.
“A medida que la atmósfera desgasificada escapa y se repone”, escribió Heng, “se ajusta rápidamente al equilibrio radiativo y las fluctuaciones de temperatura hacen que varíen las profundidades del eclipse infrarrojo”.
La investigación de Heng, que ha sido aceptada por la revista Astrophysical Journal Letters , pero aún no revisada por pares, probó la presencia de varios posibles gases en la atmósfera de 55 Cancri e para ayudar a confirmar su hipótesis.
Descubrió que el monóxido de carbono y el dióxido de carbono eran más propensos que el metano.
“Las atmósferas de metano puro se descartan porque producen una dispersión de Rayleigh insuficiente”, escribió Heng.
La dispersión de Rayleigh son las reglas probadas en el tiempo sobre cómo una atmósfera se dobla, se humedece y generalmente reacciona con la luz, y llevan el nombre del físico británico del siglo XIX Lord Rayleigh, quien formuló por primera vez el principio.
Según teorías pasadas sobre el verdadero mundo infernal, cuando no hay una capa de gas que rodee a 55 Cancri e, el planeta sólo emite luz infrarroja.
Esos científicos habían predicho previamente que cuando la atmósfera está presente, tanto la luz visible fluctuante como la luz infrarroja contribuirían a la señal transmitida.
Pero la teoría de Heng se centró en la evidencia de la luz infrarroja para explorar un modelo matemático de “prueba de concepto” mediante el cual siempre podría permanecer una pequeña cantidad de atmósfera.
Los astrofísicos, incluido Heng, esperan que el JWST de la NASA pueda ayudarlos a medir aún más de cerca los cambios en la luz infrarroja y visible que sale del “planeta del infierno” a su paso entre Copérnico en el centro de su sistema solar y los telescopios aquí, más cerca de la Tierra . .
El ‘planeta del infierno’ está tan cerca de su estrella anfitriona que completa cada nueva órbita en menos de 20 horas, lo que también puede contribuir a su entorno inestable, pero también significa muchos tránsitos y muchos eclipses de los que recopilar datos.
“Las próximas observaciones realizadas por el telescopio espacial James Webb”, escribió Heng en su nuevo artículo, “permitirán potencialmente medir la temperatura atmosférica y la presión superficial, así como la temperatura de la superficie”.
dm