Observan la evaporación de helio atmosférico de un planeta gigante

Hace más de 15 años que se predijo que el helio sería uno de los gases más fácilmente detectables en los exoplanetas gigantes. La razón es clara, el helio es el segundo elemento más común en el universo, tras el hidrógeno; y es también uno de los principales constituyentes de los planetas Júpiter y Saturno en nuestro Sistema Solar. Sin embargo, la detección de helio en los exoplanetas no es tarea fácil.

El estudio que se publica ahora en Science y que stá firmado por investigadores de diferentes nacionalidades, entre ellos científicos del Centro de Astrobiología (CAB, CSIC-INTA), ha conseguido detectar el esquivo helio en la atmósfera del exoplaneta gigante WASP-69b y obtener información acerca de la velocidad de los átomos de helio que abandonan el campo gravitatorio del planeta y la longitud de la cola que producen.

La detección fue posible gracias al instrumento CARMENES, un espectrógrafo de alta resolución espectral desarrollado por un consorcio de institutos alemanes y españoles, entre los que está el Centro de Astrobiología. CARMENES se diseñó inicialmente para detectar exoplanetas y no para investigar sus atmósferas, por lo que este hallazgo "ha sido una gratísima sorpresa y convierte al instrumento en uno de los referentes mundiales en ciencias exoplanetarias", comenta José Antonio Caballero, investigador del CAB y coautor del estudio.

Además de este hallazgo, el estudio comprende también el análisis de otros cuatro planetas de tamaño similar. Se trata de los exoplanetas calientes HD189733b y HD209458b, que tienen una masa similar a la de Júpiter el planeta gigante extremadamente caliente KELT-9b y el exoplaneta cálido GJ463b, del tamaño de Neptuno. El análisis no muestra exosferas de helio en torno a los tres últimos, lo que desafía las predicciones teóricas previas. El Júpiter caliente HD189733b, en cambio, sí muestra una fuerte absorción de helio, aunque en este caso no forma una cola sino una envoltura en torno al planeta. "No solo vemos la línea de helio, es que además podemos explicar las razones físicas por las que se detecta en unos planetas y por qué no en los otros. Se debe a la intensa radiación de alta energía (rayos X y radiación ultravioleta extrema) procedente de la estrella; si no alcanza suficiente intensidad no se llega a ver la línea", explica Jorge Sanz Forcada, investigador del CAB y coautor del estudio. La detección de la línea de helio "abre una ventana importante para el estudio de las capas externas de las atmósferas de planetas poco densos, permitiendo una mejor caracterización física de los sistemas planetarios vecinos al nuestro", asegura María Rosa Zapatero Osorio, investigadora del CAB y miembro del equipo de investigación.

Esta nueva línea de estudio permitirá a los astrofísicos dedicados a la caracterización de atmósferas de exoplanetas comparar, en los próximos años los procesos de evaporación en una amplia muestra de planetas; y responder a cuestiones como su los planetas con un periodo orbital ultracorto son, en realidad, núcleos evaporados de antiguos Júpiter calientes.


Figura: representación artística de WASP-69b en la que se observa la cola planetaria formada por partículas de helio. ©Gabriel Pérez Díaz (IAC)

 

Fuente: UCC-CAB

 

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