Primera detección de agua en la atmósfera de un Júpiter extrasolar

Investigadores del Instituto Tecnológico de California (Caltech), en colaboración con varias otras instituciones, han utilizado una nueva técnica para analizar las atmósferas gaseosas de planetas extrasolares y han hecho la primera detección de agua en la atmósfera de un planeta de masa similar a Júpiter y que orbita la estrella cercana 'Tau Bootis b'.

Según han apuntado los autores del trabajo, publicado en 'The Astrophysical Journal Letters', un mayor desarrollo e instrumentos más sensibles, permitirán que esta técnica ayude a los investigadores a aprender acerca de cuántos planetas similares a la Tierra y con agua existen dentro de la Vía Láctea.

Ya se había detectado vapor de agua previamente en un puñado de planetas, pero estas detecciones sólo podían tener lugar en circunstancias muy específicas, ha explicado una de las responsables del estudio, Alexandra Lockwood. Concretamente, se puede obtener información cuando el planeta transita o se pone, en órbita, frente a su estrella madre o, también, si el mundo está lo suficientemente lejos de su estrella.

Sin embargo, una parte significativa de la población de los planetas extrasolares no se ajustan a ninguno de estos criterios, y no había manera de encontrar información sobre las atmósferas de estos planetas. Buscando resolver este problema, Lockwood y su equipo aplicaron una nueva técnica que utiliza la velocidad radial (RV) --de uso común en la región visible del espectro a la que los ojos son sensibles-- para descubrir exoplanetas que no están en tránsito.

EL PROCESO

Utilizando el efecto Doppler, la detección de RV determina tradicionalmente el movimiento de una estrella como consecuencia del tirón gravitatorio de un planeta compañero. La estrella se mueve en dirección opuesta a la del movimiento orbital del planeta y las características estelares cambian en longitud de onda. Cuanto más cerca esté el planeta de su estrella anfitriona muestra cambios más grandes.

Pero, en este caso, Lockwood amplió la técnica de RV en el infrarrojo para determinar la órbita de 'Tau Bootis b' alrededor de su estrella, y ha añadido un nuevo análisis de los cambios de luz a través de la espectroscopia --analizar el espectro de la luz-- y puesto que cada compuesto emite una longitud de onda diferente, esta firma de luz 'única' permite a los investigadores analizar las moléculas que componen la atmósfera del planeta.

Utilizando datos de 'Tau Bootis b' obtenidos con el Espectógrafo Echelle del Infrarrojo Cercano (NIRSPEC) del Telescopio Keck (Hawaii), los investigadores fueron capaces de comparar la firma molecular del agua en el espectro de luz emitida por el planeta, lo que confirma que la atmósfera, efectivamente, incluía vapor de agua.

"La información que se obtiene del espectrógrafo es como escuchar a una orquesta: si se escucha con cuidado se puede reconocer una trompeta o un violín o un chelo y se puede saber que esos instrumentos están presentes", ha apuntado la investigadora.

"Con el telescopio, se ve toda la luz junta, pero el espectrógrafo permite elegir diferentes piezas, como una longitud de onda de la luz que significa que hay sodio o otra significa que hay agua", ha añadido.

Además de utilizar la técnica de espectrográfico para estudiar la composición atmosférica del planeta, el método también proporciona un nuevo método para que los investigadores analicen la masa de los planetas. "En realidad son dos constataciones separadas, pero cuando estás haciendo cálculos para buscar la firma que determina los componentes de la atmósfera, también se puede determinar el movimiento en 3D de la estrella y el planeta en el sistema. Con esta información, se puede saber la masa de la estrella y la del planeta", ha apuntado Lockwood.

LIMITACIONES

Aunque esta nueva técnica promete aumentar las posibilidades de los científicos para buscar agua en planetas extrasolares, tiene limitaciones, según algunos investigadores. Por ejemplo, la técnica se limita actualmente a los llamados "Júpiter calientes" planetas gaseosos gigantes como el de 'Tau Bootis b' o los que son grandes y orbitan muy cerca de su estrella madre.

"La técnica está limitada por la potencia y longitud de onda gama de recolección de luz del telescopio, e incluso con el recinto de concentración increíble del Observatorio Keck sólo puede analizar planetas calientes que están orbitando brillante estrellas", ha reconocido la autora que, señala que "cuando los telescopios vayan mejorando avanzará también la técnica.



Fuente



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