Lluvia de hierro en un exoplaneta gigante ultracaliente se observó con tecnología instalada en el desierto de Atacama

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Los investigadores que utilizan el Very Large Telescope (VLT) de European Southern Observatory (ESO) han observado un planeta extremo donde sospechan que llueve hierro. El exoplaneta gigante ultracaliente tiene un lado del día donde las temperaturas suben por encima de los 2400 grados Celsius, lo suficientemente altas como para vaporizar los metales. Los vientos fuertes llevan el vapor de hierro al lado nocturno más frío donde se condensa en gotas de hierro.

“Se podría decir que este planeta llueve por la noche, excepto que llueve hierro“, dice David Ehrenreich, profesor de la Universidad de Ginebra en Suiza. Lideró un estudio preliminar, publicado hoy en la revista Nature, de este exoplaneta exótico. Conocido como WASP-76b, se encuentra a unos 640 años luz de distancia en la constelación de Piscis.

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“Los exoplanetas gigantes ultracalientes reciben miles de veces la radiación solar que recibe la Tierra. Sus atmósferas de alta temperatura (más de 2,000 kelvin) son laboratorios ideales para estudiar climas planetarios extremos y química”, señala el resumen de la investigación”

Este extraño fenómeno ocurre porque el planeta ‘lluvia de hierro’ solo muestra una cara, su lado del día, a su estrella madre, y su lado más frío de la noche permanece en la oscuridad perpetua. Al igual que la Luna en su órbita alrededor de la Tierra, WASP-76b está ‘bloqueado por la marea’: toma tanto tiempo girar alrededor de su eje como lo hace alrededor de la estrella.

Por su parte, recibe miles de veces más radiación de su estrella madre que la Tierra del Sol. Hace tanto calor que las moléculas se separan en átomos y metales como el hierro se evaporan a la atmósfera. La diferencia de temperatura extrema entre el lado del día y el de la noche da como resultado fuertes vientos que llevan el vapor de hierro del lado del día ultracaliente al lado de la noche más fría, donde las temperaturas disminuyen a alrededor de 1500 grados Celsius.

Según el nuevo estudio, el WASP-76b no solo tiene temperaturas diurnas y diferentes, sino que también tiene una química diurna distinta. Utilizando el nuevo instrumento ESPRESSO (Echelle SPectrograph for Rocky Exoplanets and Stable Spectroscopic Observations) en el VLT de ESO en el desierto chileno de Atacama, los astrónomos identificaron por primera vez variaciones químicas en un planeta gigante de gas ultracaliente, publicó ESO.

Detectaron una fuerte firma de vapor de hierro en la frontera de la tarde que separa el lado del día del planeta del lado de la noche. “Sorprendentemente, sin embargo, no vemos el vapor de hierro en la mañana“, dice Ehrenreich. La razón, dice, es que “está lloviendo hierro en el lado nocturno de este exoplaneta extremo”.

“Las observaciones muestran que el vapor de hierro es abundante en la atmósfera del lado caluroso de WASP-76b“, agrega María Rosa Zapatero Osorio, astrofísica del Centro de Astrobiología en Madrid, España, y presidenta del equipo científico de ESPRESSO. “Una fracción de este hierro se inyecta en el lado nocturno debido a la rotación del planeta y los vientos atmosféricos. Allí, el hierro encuentra ambientes mucho más fríos, se condensa y llueve”.

Este resultado se obtuvo de las primeras observaciones científicas realizadas con ESPRESSO, en septiembre de 2018, por el consorcio científico que construyó el instrumento: un equipo de Portugal, Italia, Suiza, España y ESO, cuyos resultados fueron divulgados hoy de manera preliminar por la revista Nature.

ESPRESSO, el electrograma Echelle SP para exoplanetas rocosos y observaciones espectroscópicas estables, se diseñó originalmente para buscar planetas similares a la Tierra alrededor de estrellas similares al Sol. Sin embargo, ha demostrado ser mucho más versátil.

“Pronto nos dimos cuenta de que el notable poder de recolección del VLT y la extrema estabilidad de ESPRESSO lo convirtieron en una máquina excelente para estudiar atmósferas de exoplanetas“, dice Pedro Figueira, científico de instrumentos de ESPRESSO en ESO en Chile.

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“Lo que tenemos ahora es una forma completamente nueva de rastrear el clima de los exoplanetas más extremos“, concluye Ehrenreich.