El exoplaneta WASP-121b ha captado la atención de la comunidad científica por sus características extremas. Este gigante gaseoso es casi dos veces más grande que Júpiter y orbita a una distancia sorprendentemente cercana a su estrella, unas 50 veces más cerca que la Tierra del Sol. Este proximidad extrema ha provocado que la rotación del planeta esté bloqueada en un estado de «resonancia», lo que significa que siempre muestra la misma cara a su estrella, similar a cómo la Luna lo hace respecto a la Tierra. Como consecuencia, un lado de WASP-121b se encuentra constantemente expuesto a la luz, alcanzando temperaturas de más de 3,000°C, mientras que el lado opuesto vive en una noche perpetua con temperaturas que pueden descender a 1,500°C.
Esta notable diferencia térmica genera vientos violentos que soplan a varios kilómetros por segundo, intentando redistribuir la energía del lado diurno al nocturno. Hasta ahora, los investigadores debían confiar en mediciones indirectas, como la temperatura del planeta, para estimar la fuerza y dirección de estos vientos. Sin embargo, el avance de nuevos instrumentos en telescopios gigantes ha permitido realizar mediciones directas de la velocidad del viento en exoplanetas, incluyendo WASP-121b.
Medición de la atmósfera de un planeta a millones de kilómetros
En un estudio reciente publicado en la revista Nature, dirigido por la investigadora Julia Seidel, se ha logrado medir no solo la velocidad del viento en WASP-121b, sino también cómo varía esta velocidad con la altitud. Utilizando el espectrógrafo más preciso disponible en la Tierra, ESPRESSO, montado en el Very Large Telescope (VLT) del Observatorio Europeo del Sur en el desierto de Atacama en Chile, se ha podido recopilar una cantidad de luz equivalente a la que obtendría un telescopio de 16 metros de diámetro, lo que permite un análisis más detallado.
El espectrógrafo ESPRESSO separó la luz del exoplaneta en 1.3 millones de longitudes de onda, permitiendo observar varios colores en el espectro visible. Esta precisión es crucial para detectar diferentes tipos de átomos en la atmósfera del planeta. En esta ocasión, se estudiaron tres tipos de átomos: hidrógeno, sodio y hierro, todos en estado gaseoso debido a las temperaturas extremas.
Los resultados mostraron que los átomos de hierro se mueven a 5 kilómetros por segundo desde el punto subestelar al anticuerpo estelar de manera simétrica. En contraste, el sodio presenta un comportamiento dual: algunos átomos se mueven como el hierro, mientras que otros se desplazan de este a oeste a una velocidad sorprendente de 20 kilómetros por segundo. El hidrógeno, por su parte, parece moverse en la misma corriente que el sodio, pero también verticalmente, lo que sugiere que podría estar escapando del planeta.
Estos hallazgos permiten deducir que los átomos están presentes en diferentes capas de la atmósfera. Mientras que los átomos de hierro se encuentran en las capas más profundas, donde se espera una circulación simétrica, el sodio y el hidrógeno permiten explorar capas más altas, donde la atmósfera es arrastrada por el viento estelar.
Estudiar la atmósfera de exoplanetas como WASP-121b es fundamental para comprender la formación y evolución de los planetas. Estos gigantes gaseosos, conocidos como «Júpiteres calientes», desafían las teorías de formación planetaria, que no predecían que pudieran existir tan cerca de sus estrellas. Las observaciones iniciales de estos planetas, realizadas por Michel Mayor y Didier Queloz en 1995, abrieron nuevas preguntas sobre la migración planetaria y las condiciones de formación.
Las futuras investigaciones se centrarán en comprender la complejidad de estas atmósferas, que pueden revelar mucho sobre su historia. A medida que Europa avanza en la construcción de telescopios de próxima generación, como el Extremely Large Telescope (ELT), previsto para 2030, se espera obtener datos aún más detallados sobre las atmósferas de exoplanetas más pequeños y fríos, así como la detección de moléculas en las atmósferas de planetas rocosos en zonas habitables.
