Caracterizan la composición atmosférica del exoplaneta GJ 436 b

"Nuestras observaciones nos han permitido determinar que las nubes se encuentran en zonas muy altas de la atmósfera del exoplaneta, aproximadamente en el nivel del milibar, y que la metalicidad de GJ 436 b alcanza valores hasta 900 veces superiores a los del Sol", afirmó Alberto Peláez Torres, investigador del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC) y responsable de este estudio, citado por el propio instituto. El hallazgo se basa en el análisis de datos captados mediante espectroscopía de alta resolución, una técnica que permitió obtener, por primera vez, los valores más precisos del grosor y composición de las nubes presentes en este tipo de exoplanetas tipo Neptuno. Los resultados aclaran uno de los enigmas que más atención ha generado entre la comunidad científica: la falta de detección de moléculas como vapor de agua y metano en la atmósfera de GJ 436 b, un exoplaneta que orbita muy cerca de una enana roja.

El Instituto de Astrofísica de Andalucía explicó que el exoplaneta GJ 436 b, al mantenerse en proximidad a su estrella anfitriona, se ve sometido a elevados niveles de radiación. Esta circunstancia provoca una fuga continua de parte de su atmósfera, generando una extensa cola que acompaña al planeta en su órbita. Según publicó el propio IAA-CSIC, la composición de estas envolturas atmosféricas, especialmente en planetas Neptuno calientes o sub-Neptuno, sigue presentando desafíos técnicos para su caracterización, debido a factores como la altura y densidad de sus nubes.

El medio detalló que la ausencia de señales de vapores moleculares esperados, como el metano y el agua, podría explicarse por la cubierta nubosa presente a gran altitud, lo cual obstruye o atenúa las señales de absorción de estos compuestos en las capas superiores de la atmósfera. Otra posibilidad apuntada por el estudio es que la atmósfera sea demasiado compacta, dificultando aún más la detección de las moléculas previstas por los modelos actuales. La investigación concluye que, pese a combinar datos obtenidos a lo largo de múltiples noches, no fue posible mejorar la precisión en la determinación de la altitud de las nubes, lo que sugiere que las propias nubes limitan la capacidad de los instrumentos actuales para acceder a las firmas moleculares de agua o metano.

El IAA-CSIC, en colaboración con el consorcio Carmenes, llevó a cabo el análisis de los datos y el desarrollo e interpretación de nuevos modelos atmosféricos, utilizando los espectrógrafos Carmenes, del Observatorio de Calar Alto, y Crires. La combinación de varios métodos de observación permitió superar limitaciones de trabajos previos y establecer un marco sólido para futuras investigaciones relacionadas con la estructura y la composición de la atmósfera en exoplanetas similares.

Según reportó el instituto, contar con información sobre la composición y las características físicas de la atmósfera en exoplanetas es esencial para reconstruir los procesos físicos y químicos que influyen en su evolución. En el caso de GJ 436 b, los resultados obtenidos contribuyen al conocimiento sobre cómo las condiciones extremas, con temperaturas cercanas a los 700 grados Celsius y la intensa radiación estelar, intervienen en el modelado de estos planetas y en la presencia o ausencia de moléculas detectables.

La investigación se desarrolló íntegramente desde las instalaciones del Instituto de Astrofísica de Andalucía, que gestiona científicamente el espectrógrafo Carmenes. Esta colaboración internacional persigue establecer una base de datos más amplia sobre Neptunos y sub-Neptunos, los tipos de exoplanetas que la comunidad astronómica considera los más abundantes del universo, pero que resultan especialmente complejos de analizar debido a su tamaño, distancia y condiciones atmosféricas.

Alberto Peláez remarcó para el IAA-CSIC que los recientes avances en instrumentación astronómica y en el tratamiento de datos abiertos potencian el estudio de atmósferas planetarias con un nivel de precisión sin precedentes. La obtención de estos parámetros en GJ 436 b se considera un avance en el camino para entender la composición y formación de planetas de este tipo, ofreciendo una referencia importante para la investigación de sistemas planetarios en otras partes de la galaxia.

El medio andaluz subrayó que, si bien disponer de una atmósfera ayuda a comprender la historia y desarrollo de los exoplanetas, esto no implica necesariamente que existan condiciones habitables. En el caso específico de GJ 436 b, la presencia de una atmósfera en un entorno tan cálido y próximo a su estrella proporciona condiciones para probar los límites de los modelos de evolución planetaria, contribuyendo al diseño de nuevas estrategias de observación y análisis.

De acuerdo con la información divulgada por el IAA-CSIC, el objetivo a largo plazo pasa por ampliar estas metodologías hacia otros planetas similares, lo que permitirá refinar las hipótesis sobre su origen y las variables que determinan la presencia o ausencia de moléculas relevantes como el agua y el metano. La investigación continúa expandiendo el conocimiento sobre cómo funcionan estos sistemas en contextos extremos y qué retos tecnológicos persisten de cara a la caracterización detallada de sus atmósferas.