Descubriendo los secretos del «caliente Saturno» y su estrella manchada

SciTechDaily

Arte conceptual del exoplaneta caliente Saturno

Los astrónomos analizaron HAT-P-18 b utilizando el telescopio espacial James Webb y revelaron vapor de agua y CO2 en su atmósfera. Destacaron los desafíos que supone distinguir entre señales atmosféricas y estelares, sugiriendo que las manchas de estrellas pueden influir significativamente en la interpretación de los datos. (Concepto del artista). Crédito: SciTechDaily.com

Los astrónomos utilizaron JWST para estudiar la atmósfera

exoplaneta
Un exoplaneta (o planeta extrasolar) es un planeta fuera de nuestro sistema solar que orbita alrededor de una estrella distinta del Sol. La primera sospecha de detección científica de un exoplaneta se produjo en 1988, y la primera confirmación de la detección se produjo en 1992.

» data-gt-translate-attributes=»({«attribute»:»data-cmtooltip», «format»:»html»})» tabindex=»0″ role=»link»>exoplaneta HAT-P-18 b, Encontrar vapor de agua y CO2 y al mismo tiempo enfatizar la influencia de las propiedades de la estrella anfitriona en el análisis de datos.

Dirigido por investigadores del Instituto Trottier para la Investigación de Exoplanetas (iREx) de la Universidad de Montreal, un equipo de astrónomos aprovechó el poder del revolucionario Telescopio Espacial Webb James Webb (JWST) para estudiar lo «caliente».

Saturno
Saturno es el sexto planeta desde el Sol y tiene la segunda masa más grande del Sistema Solar. Es menos denso que la Tierra pero tiene más volumen. El nombre de Saturno proviene del dios romano de la riqueza y la agricultura.

» data-gt-translate-attributes=»({«attribute»:»data-cmtooltip», «format»:»html»})» tabindex=»0″ role=»link»>Sábado“Exoplaneta HAT-P-18 b.

Sus hallazgos, publicados el mes pasado en la revista Avisos mensuales de la Royal Astronomical SocietyPinte una imagen completa de la atmósfera de HAT-P-18 b y explore el gran desafío de separar sus señales atmosféricas de su actividad estelar.

HAT-P-18 b está a 500 años luz de distancia, similar en masa a Saturno pero más cercano a un planeta grande.

Júpiter
Júpiter es el planeta más grande del sistema solar y el quinto planeta desde el Sol. Es un gigante gaseoso con más masa que todos los demás planetas juntos. Su nombre proviene del dios romano Júpiter.

» data-gt-translate-attributes=»({«attribute»:»data-cmtooltip», «format»:»html»})» tabindex=»0″ role=»link»>Gurú. Como resultado, los exoplanetas tienen una atmósfera «inflada», que es especialmente adecuada para el análisis.

Exoplaneta HAT-P-18 b

Representación artística del exoplaneta «caliente Saturno», HAT-P-18 b. Crédito: NASA/Ojos sobre exoplanetas

Pasando sobre una estrella manchada

Observaciones tomadas por JWST cuando HAT-P-18 b pasa frente a su estrella similar al Sol. Este momento se llama tránsito y es crucial para detectar y caracterizar mejor un exoplaneta con sorprendente precisión a cientos de años luz de distancia.

Los astrónomos no observan la luz emitida directamente desde un planeta distante. En cambio, estudian cómo la luz de la estrella central es bloqueada y afectada por el planeta que la orbita, e intentan separar las señales causadas por la presencia del planeta de las causadas por las propias propiedades de la estrella.


Una curva de luz muestra la luminosidad o el brillo de una estrella a lo largo del tiempo. Cuando un exoplaneta pasa sobre una estrella, lo que se denomina tránsito, el exoplaneta bloquea parte de la luz de la estrella. Como resultado, el brillo de la estrella disminuye. Cuando una mancha estelar oscurece la superficie de una estrella, o un exoplaneta pasa sobre una mancha oscura, los astrónomos pueden ver una señal en la curva de luz en forma de un pequeño bulto en la parte inferior de la curva de luz de tránsito. Vea la animación completa de esta infografía a continuación. Crédito: B. Gougeon/Universidad de Montreal

Al igual que nuestro Sol, las estrellas no tienen una superficie uniforme. Pueden tener manchas estelares oscuras y regiones brillantes, lo que puede crear señales que imitan las propiedades de la atmósfera de un planeta. Un estudio reciente del exoplaneta TRAPPIST-1 b y su estrella TRAPPIST-1, dirigido por la estudiante de doctorado de la UdeM Olivia Lim, fue testigo de una explosión o llamarada en la superficie de la estrella, lo que afectó las observaciones.

En el caso del planeta HAT-P-18 b, Webb captó el exoplaneta cuando pasaba por la mancha oscura de su estrella, HAT-P-18. Esto se denomina evento de cruce de puntos y su efecto es evidente en los datos recopilados para el nuevo estudio. El equipo IREx también informó de la presencia de varias otras manchas estelares en la superficie de HAT-P-18, que no fueron bloqueadas por el exoplaneta.

Para determinar con precisión la composición de la atmósfera de un exoplaneta, los investigadores tuvieron que modelar simultáneamente la atmósfera del planeta y las características de su estrella. En su estudio, sugieren que dicha consideración es fundamental a la hora de considerar futuras observaciones de exoplanetas a través de la Web para explotar plenamente su potencial.

«Descubrimos que tener en cuenta la contaminación estelar indica la existencia de manchas y nubes en lugar de neblina, y recupera bajas abundancias de vapor de agua», dijo la autora principal Marylou Fournier-Tandreau.

«Así que considerar la estrella anfitriona del sistema hace una gran diferencia», añadió Fournier-Tondreau, quien trabajó en IRX como estudiante de maestría y ahora está obteniendo un doctorado. en

Universidad de Oxford
La Universidad de Oxford es una universidad colegiada de investigación en Oxford, Inglaterra, con 39 facultades y una variedad de departamentos académicos organizados en cuatro divisiones. Fundada alrededor de 1096, es la universidad más antigua del mundo de habla inglesa y la segunda universidad en funcionamiento continuo más antigua del mundo después de la Universidad de Bolonia.

» data-gt-translate-attributes=»({«attribute»:»data-cmtooltip», «format»:»html»})» tabindex=»0″ role=»link»>Universidad de Oxford.

Gracias al instrumento NIRISS (Near-Infrared Imager and Slitless Spectrograph) de Canadá, esta es la primera vez que podemos separar claramente la firma de las estrellas de las neblinas, proporcionando un amplio rango de longitudes de onda que se extiende hasta el dominio de la luz visible».

H2O, CO2 y nubes en una atmósfera en llamas

Después de modelar el exoplaneta y la estrella en el sistema HAT-P-18, los astrónomos de iREx desglosaron con precisión la composición de la atmósfera de HAT-P-18 b. Al examinar la luz que se filtra a través de la atmósfera del exoplaneta mientras transita por su estrella anfitriona, los investigadores identificaron la presencia de vapor de agua (H2O) y dióxido de carbono (CO2).

Los investigadores detectaron la posible presencia de sodio y observaron fuertes signos de una capa de nubes en la atmósfera de HAT-P-18 b, silenciando las señales de muchas moléculas que se encuentran en su interior. Concluyeron que la superficie de la estrella está cubierta de muchas manchas oscuras que afectan significativamente la interpretación de los datos.

Un análisis anterior de los mismos datos del JWST, dirigido por un equipo de la Universidad Johns Hopkins, reveló detecciones claras de agua y CO2, pero también informó la detección de pequeñas partículas en altitud conocidas como neblina, y encontró indicios de metano (CH4). Los astrónomos de iREx pintan un panorama diferente.

La detección de CH4 no fue confirmada y la abundancia de agua que determinaron fue 10 veces menor que la encontrada anteriormente. Descubrieron que la detección de neblina en el estudio anterior podría ser causada por manchas en la superficie de la estrella, destacando la importancia de considerar la estrella misma en el análisis.

¿Podrían los exoplanetas albergar vida? No es probable. Moléculas como agua, dióxido de carbono y metano en determinadas proporciones o en combinación con otras moléculas pueden interpretarse como biofirmas o signos de vida; la temperatura de combustión del HAT-P-18 b ronda los 600 grados.

Celsius
La escala Celsius, también conocida como escala centígrada, es una escala de temperatura que lleva el nombre del astrónomo sueco Anders Celsius. En la escala Celsius, 0 °C es el punto de congelación del agua y 100 °C es el punto de ebullición del agua a 1 atm de presión.

» data-gt-translate-attributes=»({«attribute»:»data-cmtooltip», «format»:»html»})» tabindex=»0″ role=»link»>Celsius No augura nada bueno para la habitabilidad del planeta.

Las observaciones futuras de otro instrumento del JWST, el espectrógrafo de infrarrojo cercano (NIRSpec), ayudarán a refinar los resultados del equipo, como la detección de CO2, y arrojarán más luz sobre las complejidades de este caliente planeta Saturno.

Cita: «Espectroscopia de transmisión de infrarrojo cercano de HAT-P-18 b con NIRISS: desenredando características planetarias y estelares en la era de JWST» por Marylou Fournier-Tandreau, Ryan J MacDonald, Michael Radica, David Lafrenieux, Louise Wellbank, Louis- Philippe Coulombe, Romain Allert, Kim Morel, Etienne Artigou, Loic Albert, Olivia Lim, René Doyon, Björn Benneke, Jason F. Rowe, Antoine Darveau-Bernier, Nicholas B. Cowan, Nicole K. Jag, Nicole K. Lewis, Frederic Genest., Stephen Pelletier, Doug Johnstone, Lisa Dang, Lisa Kaltenegger, Jake Taylor y Jake D. Turner, 9 de diciembre de 2023, Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society.
DOI: 10.1093/mnras/stad3813

Deja una respuesta

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos obligatorios están marcados con *