Investigadores explican cinco enigmas de los Júpiter calientes

Cinco viejas preguntas sobre los planetas fuera de nuestro sistema solar conocidos como “Júpiter calientes” han sido respondidas en un estudio dirigido por investigadores del University College London.

Publicado en The Astrophysical Journal Supplement Series, es uno de los estudios más grandes jamás realizados sobre atmósferas de exoplanetas. Los investigadores emplearon computadoras de alto rendimiento en las instalaciones de DiRAC HPC para analizar las atmósferas de 25 Júpiter calientes utilizando datos de aproximadamente mil horas de observaciones de telescopios.

Los Júpiter calientes son gigantes gaseosos que orbitan cerca de su estrella, normalmente en menos de 10 días. Si bien no hay ninguno en nuestro propio sistema solar, son un tipo de planeta comúnmente observado fuera de él.

Mediante el uso de una gran muestra de exoplanetas y el análisis de una cantidad extremadamente grande de datos, los investigadores pudieron determinar tendencias y resolver preguntas que estudios más pequeños no han podido responder de manera concluyente durante muchos años.

Entre los hallazgos, los investigadores descubrieron que los lados nocturno y diurno de los Júpiteres calientes son muy diferentes, con temperaturas que caen cientos de grados centígrados del día a la noche (en promedio, los investigadores encontraron una diferencia de 1 mil K).

También descubrieron que muchos Júpiter calientes tenían atmósferas térmicamente invertidas, también conocidas como estratosferas, es decir, sus atmósferas superiores tienen temperaturas que aumentan con la altitud. Esto parecía ser causado por la presencia de elementos metálicos (óxido de titanio, óxido de vanadio e hidruro de hierro) que absorbieron la luz de la estrella y, por lo tanto, calentaron la atmósfera. Este es un fenómeno similar al que ocurre en la Tierra a través de la capa de ozono.

Los investigadores también confirmaron que las moléculas se estaban rompiendo en los planetas más calientes; encontraron que algunos planetas tenían menos agua de lo esperado, lo que sugiere que se formaron de una manera diferente a los planetas con mayor abundancia de agua; y detectaron más metales de los predichos por los modelos, lo que significa que esos planetas probablemente se formaron de manera diferente a lo que se pensaba anteriormente.

Los investigadores dijeron que una mejor comprensión de los exoplanetas ayudará a resolver preguntas sobre la evolución de nuestro propio sistema solar.

El autor principal, el doctor Quentin Changeat, dijo en un comunicado: “Muchos problemas, como los orígenes del agua en la Tierra, la formación de la Luna y las diferentes historias evolutivas de la Tierra y Marte, aún están sin resolver a pesar de nuestra capacidad de obtener en mediciones in situ. Los grandes estudios de población de exoplanetas, como el que presentamos aquí, tienen como objetivo comprender esos procesos generales”.

El equipo de investigación utilizó datos de 600 horas de observaciones del Telescopio Espacial Hubble de NASA/ESA y 400 horas del Telescopio Espacial Spitzer. Combinaron dos técnicas: estudiar información de tránsitos (cuando el planeta pasa por delante de su estrella) y eclipses (cuando el planeta pasa por detrás de su estrella). Las herramientas que crearon eran de código abierto y ahora están disponibles para todos los investigadores de todo el mundo.

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