Telescopio James Webb detecta vapor de agua en la atmósfera de un sistema estelar cercano

(CNN) – El Telescopio Espacial James Webb ha detectado vapor de agua alrededor de un exoplaneta rocoso que orbita una estrella ubicada a 26 años luz de la Tierra.

Ahora, los astrónomos están tratando de determinar si ese vapor de agua es un indicador de lo que sería la primera presencia conocida de una atmósfera alrededor de un exoplaneta rocoso.

Las estrellas enanas rojas pequeñas y frías son las estrellas más comunes en el universo. Los exoplanetas que se encuentran en la “zona habitable”, la distancia perfecta de una estrella para permitir que el planeta se caliente lo suficiente como para albergar agua líquida en su superficie, a menudo orbitan muy cerca de las enanas rojas, ya que no son tan cálidas como el sol.

Las estrellas enanas rojas arremeten con radiación ultravioleta y de rayos X que tiene el potencial de demoler capas frágiles de gas, lo que lleva a los científicos a preguntarse si los planetas rocosos que las orbitan pueden mantener o recuperar atmósferas.

Los astrónomos observaron un exoplaneta rocoso y caliente llamado GJ 486 b usando el telescopio Webb. El planeta es aproximadamente un 30% más grande que la Tierra y tiene una gravedad superficial mucho más fuerte que nuestro planeta.

El planeta está tan cerca de su estrella anfitriona que GJ 486 b completa una órbita a su alrededor cada 1,5 días terrestres, y esta proximidad calienta el planeta a una temperatura superficial de 430 grados Celsius. Los astrónomos creen que el planeta está bloqueado por mareas, lo que significa que un lado siempre mira hacia la estrella mientras que el otro es un lado nocturno permanente, similar a cómo la luna orbita la Tierra.

Aunque las temperaturas abrasadoras hacen que el planeta sea demasiado caliente para ser habitable, las observaciones de GJ 486 b con el espectrógrafo de infrarrojo cercano de Webb revelaron indicios de vapor de agua. Un estudio que detalla los hallazgos ha sido aceptado para su publicación en The Astrophysical Journal Letters.

La presencia de vapor de agua podría sugerir que GJ 486 b de alguna manera tiene una atmósfera, a pesar de su calor y proximidad a la estrella.

Misterio del vapor de agua

Si bien se ha detectado previamente vapor de agua en exoplanetas gaseosos, los científicos aún tienen que encontrar una atmósfera alrededor de un exoplaneta rocoso; hacerlo sería un evento histórico, ya que lo haría similar a los planetas de nuestro sistema solar como la Tierra y Marte. , que se consideran rocosos.

“El vapor de agua en la atmósfera de un planeta rocoso caliente representaría un gran avance para la ciencia de los exoplanetas. Pero debemos tener cuidado y asegurarnos de que la estrella no sea la culpable”, dijo el coautor del estudio Kevin Stevenson, investigador principal del programa de observación Webb en el Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins en Laurel, Maryland, en un comunicado.

El equipo que observó GJ 486 b observó cómo el planeta cruzaba frente a su estrella dos veces y luego utilizó múltiples métodos para analizar los datos capturados por los instrumentos del telescopio.

Cuando los planetas pasan frente a sus estrellas, también conocido como tránsito, la luz de las estrellas puede filtrarse a través de la atmósfera de un planeta y resaltar los rastros químicos de diferentes gases y elementos. Los resultados del análisis de datos de Webb apuntaron a la presencia de vapor de agua alrededor de GJ 486 b.

Pero los astrónomos están teniendo cuidado con su interpretación de los hallazgos porque es posible que el vapor de agua esté conectado a la estrella misma.

“Vemos una señal, y es casi seguro que se debe al agua. Pero aún no podemos decir si esa agua es parte de la atmósfera del planeta, lo que significa que el planeta tiene una atmósfera, o si solo estamos viendo una firma de agua proveniente de la estrella”, dijo la autora principal del estudio, Sarah Moran, asociada de investigación postdoctoral en la Universidad de Arizona en Tucson, en un comunicado.

Incluso existe vapor de agua en nuestro sol en regiones de manchas solares. Las manchas solares o manchas estelares son áreas que aparecen oscuras en las estrellas porque son más frías que otras partes de la superficie.

Dado que la estrella enana roja que alberga a GJ 486 b es mucho más pequeña y más fría que el sol, puede contener incluso más vapor de agua en sus manchas estelares, lo suficiente como para crear una señal que podría malinterpretarse como una atmósfera planetaria que rodea al exoplaneta que orbita de cerca, según los investigadores.

“No observamos evidencia de que el planeta cruzara ninguna mancha estelar durante los tránsitos. Pero eso no significa que no haya manchas en otras partes de la estrella. Y ese es exactamente el escenario físico que imprimiría esta señal de agua en los datos y podría terminar pareciéndose a una atmósfera planetaria”, dijo el coautor del estudio Ryan MacDonald, miembro de Sagan de la NASA en la Universidad de Michigan en Ann Arbor, en un comunicado.

El calor y la radiación de la estrella probablemente erosionarían la atmósfera potencial de GJ 486 b con el tiempo. Si el exoplaneta actualmente tiene una atmósfera, necesitaría reponerse de una fuente constante, como el vapor de los volcanes.

Las futuras observaciones del planeta utilizando diferentes instrumentos en el telescopio Webb podrían revelar detalles adicionales sobre la fuente del vapor de agua.

“Es unir múltiples instrumentos que realmente determinarán si este planeta tiene o no una atmósfera”, dijo Stevenson.