Los astrónomos descubren el exoplaneta más pesado hasta ahora en un mundo alienígena tan caliente que llueve hierro

Los astrónomos han descubierto el elemento pesado bario en las atmósferas de dos planetas gigantes gaseosos extremadamente calientes fuera del sistema solar.

La detección de bario alrededor de los exoplanetas extremos WASP-76 b y WASP-121 b marca el elemento más pesado jamás encontrado en la atmósfera de un planeta que orbita una estrella que no sea el sol. El hallazgo podría revelar más sobre las condiciones exóticas que se encuentran alrededor de los exoplanetas llamados Júpiteres calientes, que son gigantes gaseosos que orbitan cerca de sus estrellas y, a menudo, están bloqueados por mareas, con un lado diurno infernal orientado hacia las estrellas y un lado nocturno relativamente frío orientado hacia el espacio.

Su proximidad significa que estos planetas del tamaño de Júpiter orbitan sus estrellas en solo unos pocos días terrestres y pueden tener temperaturas superiores a los 1.800 grados Fahrenheit (1.000 grados Celsius).

_{Una ilustración de un exoplaneta caliente de Júpiter. Los astrónomos han descubierto el elemento más pesado hasta ahora en las atmósferas de dos de esos mundos. (Crédito de la imagen: ESO/M. Kornmesser)}

WASP-76 b es un ejemplo particularmente extremo de un mundo así: los astrónomos habían descubierto previamente que la temperatura de su lado diurno puede alcanzar los 4350 F (2400 C), lo suficientemente caliente como para vaporizar el hierro y otros metales. Cuando este hierro vaporizado se sopla hacia el lado nocturno más frío de WASP-76 b, se licua y cae como «lluvia de hierro».

Incluso con estas condiciones exóticas y violentas, los astrónomos aún no esperaban encontrar bario, que es 2,5 veces más pesado que el hierro, en la atmósfera de WASP-76 b o WASP-121 b.

«La parte desconcertante y contraria a la intuición es: ¿por qué hay un elemento tan pesado en las capas superiores de la atmósfera de estos planetas?» Tomás Azevedo Silva, autor principal de la investigación y Ph.D. estudiante de la Universidad de Oporto y el Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço, ambos en Portugal, en un comunicado emitido por el Observatorio Europeo Austral, que opera algunos de los telescopios utilizados en la investigación .

La alta gravedad de los planetas significa que los científicos esperarían que elementos pesados ​​como el bario cayeran rápidamente en las capas inferiores de la atmósfera, por lo que la detección fue sorprendente.

«Esto fue en cierto modo un descubrimiento ‘accidental'», dijo Azevedo Silva. «No esperábamos ni buscábamos bario en particular y tuvimos que verificar que en realidad provenía del planeta, ya que nunca antes se había visto en ningún exoplaneta».

Azevedo Silva y sus colegas no están seguros de qué proceso natural pudo haber dejado el bario, que en la Tierra da a los fuegos artificiales un color verde brillante, en la atmósfera de WASP-76 bo WASP-121 b.

_{Una ilustración del lado nocturno del exoplaneta caliente de Júpiter WASP-76 b, un mundo tan caliente que llueve hierro. (Crédito de la imagen: ESO/M. Kornmesser)}

Los astrónomos utilizan una técnica llamada espectroscopia para investigar la composición química de los exoplanetas. La espectroscopia se basa en el hecho de que los elementos absorben y emiten luz a frecuencias particulares, por lo que cuando la luz de una estrella brilla a través de la atmósfera de un mundo desde su estrella madre, los elementos dentro de la atmósfera le dan a la luz una «huella digital» específica.

Azevedo Silva y su equipo utilizaron el Espectrógrafo Echelle para Exoplanetas Rocosos y Observaciones Espectroscópicas Estables (ESPRESSO) en el Very Large Telescope de Chile para determinar la composición de las atmósferas de WASP-76 b y WASP-121 b.

Convenientemente, los Júpiter calientes como estos planetas son particularmente propicios para la espectroscopia, que se facilita por la proximidad a una estrella, las altas temperaturas y las grandes atmósferas, por lo que los científicos aún esperan descubrir qué mantiene al bario en el aire.

«Por el momento, no estamos seguros de cuáles son los mecanismos», dijo en el comunicado Olivier Demangeon, coautor de la investigación y astrofísico de la Universidad de Oporto y el Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço. «Al ser gaseosos y calientes, sus atmósferas están muy extendidas y, por lo tanto, son más fáciles de observar y estudiar que las de los planetas más pequeños o más fríos».

En el futuro, los astrónomos también podrán utilizar instrumentos como el Espectrógrafo Echelle de Alta Dispersión Armazones ( ANDES ) de alta resolución en el Telescopio Extremadamente Grande que se está construyendo actualmente en Chile. Este instrumento podrá analizar las atmósferas no solo de planetas grandes como WASP-76 b y WASP-121 b, sino también de mundos más pequeños fuera del sistema solar, incluidos exoplanetas rocosos como la Tierra.

Un artículo que describe el trabajo del equipo fue publicado el jueves (13 de octubre) en la revista Astronomy & Astrophysics .