Hubble capta cambios en la atmósfera del exoplaneta Tylos (WASP-121 b)

Hubble capta cambios en la atmósfera del exoplaneta Tylos

Un equipo internacional de astrónomos ha recopilado y reprocesado observaciones del exoplaneta Tylos (WASP-121 b) realizadas con el telescopio espacial Hubble de la NASA/ESA en los años 2016, 2018 y 2019. La recopilación de este conjunto de datos único les ha permitido no solo analizar la atmósfera del exoplaneta Tylos, sino también comparar el estado de su atmósfera a lo largo de varios años.

El equipo encontró evidencia clara de que las observaciones variaban con el tiempo. Luego, el equipo utilizó técnicas de modelado sofisticadas para demostrar que estas variaciones temporales podían explicarse por patrones climáticos en la atmósfera del exoplaneta Tylos.

Hubble, un vasto archivo de datos

La observación de exoplanetas, planetas más allá de nuestro Sistema Solar, es desafiante debido a su distancia a la Tierra y al hecho de que la mayoría gira alrededor de estrellas mucho más grandes y brillantes que ellos.

Esto significa que los astrónomos que han logrado observar un exoplaneta con un telescopio tan sofisticado como el Hubble generalmente tienen que combinar todos sus datos para obtener suficiente información y realizar deducciones seguras sobre las propiedades del exoplaneta.

Al combinar las observaciones para aumentar la intensidad de la señal del exoplaneta, los astrónomos pueden construir una imagen promediada de su atmósfera, pero esto no les indica si está cambiando. En otras palabras, no pueden estudiar el clima en otros mundos utilizando este método de promedios.

Estudiar el clima requiere muchos más datos de alta calidad, tomados a lo largo de un período de tiempo más amplio.

Afortunadamente, Hubble ha estado activo durante un tiempo impresionante, lo que ha generado un vasto archivo de datos, a veces con múltiples conjuntos de observaciones del mismo objeto celestial, y eso incluye al exoplaneta Tylos.

Tylos (WASP-121 b), un conocido Júpiter caliente

Tylos es un conocido Júpiter caliente que orbita una estrella ubicada a unos 880 años luz de la Tierra, con un período orbital de solo 30 horas.

Se halla tan extremadamente cerca de su estrella anfitriona que está bloqueado por mareas y el hemisferio que mira hacia su estrella se encuentra a temperaturas que superan los 3.000 grados Kelvin.

4 conjuntos de observaciones combinadas

El equipo combinó cuatro conjuntos de observaciones archivadas de Tylos, todas realizadas con la Cámara de Campo Amplio 3 (WFC 3) del Hubble.

El conjunto completo de datos incluyó observaciones de Tylos:

  • Transitando frente a su estrella (tomadas en junio de 2016).
  • Transitando detrás de su estrella, también conocido como un eclipse secundario (tomado en noviembre de 2016).
  • Dos curvas de fase de Tylos (tomadas en marzo de 2018 y febrero de 2019 respectivamente).

El equipo dio el paso único de procesar cada conjunto de datos de la misma manera, incluso si otro equipo ya la había procesado previamente. Procesar datos de exoplanetas es laborioso y complicado, pero valió la pena, porque gracias a ello el equipo pudo comparar directamente los datos de cada conjunto de observaciones entre sí.

Quentin Changeat, uno de los investigadores principales del equipo y Becario de Investigación de la ESA en el Instituto de Ciencia del Telescopio Espacial, explica:

«Nuestro conjunto de datos representa una cantidad significativa de tiempo de observación para un solo planeta y es actualmente el único conjunto consistente de observaciones repetitivas.

La información que extraímos de estas observaciones se utilizó para caracterizar (inferir la química, temperatura y nubes) la atmósfera de Tylos en diferentes momentos. Esto nos proporcionó una imagen exquisita del planeta, que variaba con el tiempo.»

Evidencia de cambios en la atmósfera del exoplaneta Tylos

Después de limpiar cada conjunto de datos, el equipo encontró evidencia clara de que las observaciones de Tylos variaban con el tiempo.

Aunque los efectos instrumentales podrían persistir, los datos mostraron un cambio aparente en el punto caliente del exoplaneta y diferencias en la firma espectral (que indica la composición química de la atmósfera del exoplaneta) que son indicativas de una atmósfera cambiante.

A continuación, el equipo utilizó modelos computacionales altamente sofisticados para intentar comprender el comportamiento observado de la atmósfera del exoplaneta.

Los modelos indicaron que sus resultados podían explicarse por patrones climáticos cuasi-periódicos, específicamente ciclones masivos que se crean y destruyen repetidamente como resultado de la enorme diferencia de temperatura entre la cara que mira a la estrella y el lado oscuro del exoplaneta.

Este resultado representa un avance significativo en la observación potencial de patrones climáticos en exoplanetas.

En busca de exoplanetas con climas estables

«La alta resolución de nuestras simulaciones de atmósferas exoplanetarias nos permite modelar con precisión el clima en planetas ultra-calientes como Tylos«, explicó Jack Skinner, becario postdoctoral en el Instituto de Tecnología de California y co-líder de este estudio.

«Aquí avanzamos significativamente al combinar restricciones observacionales con simulaciones de atmósferas para entender el clima variable en estos planetas».

«El clima en la Tierra es responsable de muchos aspectos de nuestra vida, y de hecho, la estabilidad a largo plazo del clima de la Tierra es probablemente la razón por la cual la vida pudo surgir en primer lugar», agregó Changeat.

«Estudiar el clima de los exoplanetas es vital para entender la complejidad de sus atmósferas, especialmente en nuestra búsqueda de exoplanetas con condiciones habitables».

Observaciones futuras con Hubble y otros telescopios potentes, incluido el telescopio espacial James Webb, proporcionarán una mayor comprensión de los patrones climáticos en mundos distantes, y en última instancia, posiblemente la identificación de exoplanetas con climas y patrones climáticos estables a largo plazo.

Fuente: Hubble observes a changing exoplanet atmosphere

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2 Comentarios
  • Goyo
    Publicado a las 19:56h, 06 enero Responder

    Que juego sigue dando este telescopio!!!

    • Fernando Neira Paz
      Publicado a las 09:24h, 07 enero Responder

      Imagínate el que puede dar el James Webb y todo apunta a que funcionará por más de 10 años

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