Cómo una nueva forma de leer la luz de los exoplanetas corrigió lo que se sabía sobre su atmósfera

El estudio del clima en exoplanetas dio un giro con la creación de una técnica que permite mapear el ciclo diario de nubes en atmósferas planetarias.

Un grupo internacional liderado por la Universidad de California – Santa Cruz, campus de referencia en astronomía exoplanetaria, utilizó este método en el gigante gaseoso WASP-94A b, situado a unos 700 años luz, y logró identificar la dinámica y composición de sus nubes minerales, un avance para la astronomía planetaria.

El clima en exoplanetas como WASP-94A b puede ahora estudiarse con mayor precisión gracias a esta técnica, que analiza las diferencias entre el lado matutino, cubierto de nubes de hierro y silicato, y el lado vespertino, más cálido y despejado.

Esto permite aislar regiones atmosféricas específicas, revelar la formación y disipación de nubes, y ajustar los cálculos sobre la cantidad de oxígeno y carbono presentes, acercando los datos a los modelos actuales sobre la formación de planetas.

La aplicación de la nueva metodología posibilitó observar que, en WASP-94A b, las nubes de compuestos minerales como silicato y hierro se forman por completo cada mañana en el lado matutino del planeta. Conforme avanzan hacia el anochecer, se disipan debido a temperaturas aproximadamente 300 °C (572 °F) más altas, lo que deja el cielo despejado y facilita detectar vapor de agua, según explicó la Universidad de California – Santa Cruz.

Cómo se detecta el clima en exoplanetas como WASP-94A b

El equipo, encabezado por Sagnick Mukherjee y con la colaboración de David Sing de la Universidad Johns Hopkins, institución de investigación, logró estos resultados a partir de observaciones con el telescopio espacial James Webb publicadas el 21 de mayo en la revista Science, publicación científica.

Al analizar la luz que atraviesa el planeta durante su tránsito, los investigadores compararon el lado matutino, cubierto de densas nubes, con el lado vespertino, mucho más caliente y con un cielo claro.

En los Júpiter calientes como WASP-94A b, el ciclo comienza con la condensación de vapores minerales en la parte más fría de la atmósfera. Vientos intensos los elevan y forman nubes al amanecer, que luego se disipan hacia el anochecer por el aumento de temperatura.

La Universidad de California – Santa Cruz informó que, a diferencia de observaciones previas con el telescopio Hubble, este método elimina la visión promediada y permite diferenciar entre las regiones específicas del planeta. Así se evita la confusión sobre la verdadera composición atmosférica, lo que representa un avance en la interpretación de datos.

Al centrarse en el lado vespertino sin nubes, los astrónomos determinaron que WASP-94A b tiene solamente cinco veces más oxígeno y carbono que Júpiter, lejos de las estimaciones anteriores que sugerían cientos de veces más. Este ajuste acerca las mediciones a las expectativas teóricas sobre la formación de planetas.

También se identificó un ciclo similar en los exoplanetas WASP-39 b y WASP-17 b, lo que sugiere que estos procesos podrían ser comunes en gigantes gaseosos cercanos a sus estrellas.

Un avance clave para entender atmósferas fuera del sistema solar

El telescopio espacial James Webb ofreció una resolución mayor que permitió rastrear los movimientos y transformaciones de nubes compuestas por hierro y silicato. “Comprender este ciclo planetario de nubes es fundamental para entender cómo se formaron y evolucionaron estos exoplanetas, y en qué se distinguen de los gigantes de nuestro sistema solar como Júpiter o Saturno”, señaló Mukherjee.

El avance permite ajustar las estimaciones de elementos fundamentales y aplicar la técnica a mundos de distintas características, desde subneptunos hasta exoplanetas rocosos parecidos a la Tierra.

Sing, profesor en la Universidad Johns Hopkins y coautor, resaltó: “Durante años, las nubes dificultaron el estudio de estas atmósferas. Ahora, además de despejar la visión, finalmente podemos determinar la composición de esas nubes y cómo cambian conforme se desplazan por el planeta”, según declaró a la Universidad de California – Santa Cruz.

La investigación confirma, según el equipo, que el análisis diferenciado de las regiones de estos mundos hace posible una comprensión más exacta de su composición y dinámica atmosférica.

Los investigadores prevén ampliar el uso de esta técnica a una gama mayor de exoplanetas, incluidos los ubicados en zonas habitables, lo que permitirá comparar la diversidad de sistemas y profundizar en el conocimiento sobre planetas tanto gigantes como rocosos similares a la Tierra.