Hubble Descubre Un Exoplaneta Con Forma De Balón De Fútbol

Hubble descubre un exoplaneta con forma de pelota de fútbol

La ilustración de este artista muestra un mundo alienígena que está perdiendo magnesio y gas de hierro de su atmósfera. Las observaciones representan la primera vez que se han detectado los llamados “metales pesados”, elementos más masivos que el hidrógeno y el helio, escapando de un Júpiter caliente, un gran exoplaneta gaseoso que orbita muy cerca de su estrella. 121b, orbita una estrella más brillante y caliente que el Sol. El planeta está tan peligrosamente cerca de su estrella que su atmósfera superior alcanza los 4,600 grados Fahrenheit, aproximadamente 10 veces más que cualquier atmósfera planetaria conocida. Un torrente de luz ultravioleta de la estrella anfitriona está calentando la atmósfera superior del planeta, lo que hace que el gas de hierro y magnesio se escape al espacio. Las observaciones del Espectrógrafo de Imágenes del Telescopio Espacial Hubble han detectado las firmas espectrales de magnesio y hierro lejos del planeta. La distancia de “abrazo” del planeta de la estrella significa que está a punto de ser destrozado por las fuerzas de marea gravitacionales de la estrella. Las poderosas fuerzas gravitacionales han alterado la forma del planeta para que parezca más parecido a un balón de fútbol. El sistema WASP-121 está a unos 900 años luz de la Tierra. Créditos: NASA, ESA y J. Olmsted (STScI)

¿Cómo puede un planeta ser “más caliente que caliente”? La respuesta es cuando se detectan metales pesados ​​que escapan de la atmósfera del planeta, en lugar de condensarse en nubes.

Observaciones de NASA es telescopio espacial Hubble revelan el flujo de gas de hierro y magnesio del extraño mundo fuera de nuestro sistema solar conocido como WASP-121b. Las observaciones representan la primera vez que los llamados “metales pesados”, elementos más pesados ​​que el hidrógeno y el helio, han sido vistos escapando Júpiter , una gran, gaseosa exoplaneta muy cerca de su estrella.

Normalmente, los planetas calientes del tamaño de Júpiter todavía están lo suficientemente fríos por dentro como para condensar elementos más pesados ​​como magnesio y hierro en nubes.

Pero ese no es el caso con WASP-121b, que orbita tan peligrosamente cerca de su estrella que su atmósfera superior alcanza los 4,600 grados. Fahrenheit . La temperatura en la atmósfera superior de WASP-121b es aproximadamente 10 veces mayor que la de cualquier atmósfera planetaria conocida. El sistema WASP-121 reside a unos 900 años luz de la Tierra.

“Los metales pesados ​​se han visto antes en otros Júpiter calientes, pero solo en la atmósfera inferior”, explicó el investigador principal David Sing de la Universidad Johns Hopkins en Baltimore, Maryland. “Así que no sabes si están escapando o no. Con WASP-121b, vemos el magnesio y el gas de hierro tan lejos del planeta que no están unidos gravitacionalmente ”.

La luz ultravioleta de la estrella anfitriona, que es más brillante y más caliente que el Sol, calienta la atmósfera superior y ayuda a conducir a su escape. Además, el magnesio y el hierro que se escapan pueden contribuir al aumento de temperatura, dijo Sing. “Estos metales harán que la atmósfera sea más opaca en el ultravioleta, lo que podría estar contribuyendo al calentamiento de la atmósfera superior”, explicó.

El planeta candente está tan cerca de su estrella que está a punto de ser destrozado por la gravedad de la estrella. Esta distancia de abrazo significa que el planeta tiene forma de fútbol debido a las fuerzas de marea gravitacionales.

“Elegimos este planeta porque es muy extremo”, dijo Sing. “Pensamos que teníamos la posibilidad de ver escapar elementos más pesados. Hace tanto calor y es tan favorable de observar que es la mejor oportunidad para encontrar la presencia de metales pesados. Buscábamos principalmente magnesio, pero ha habido indicios de hierro en las atmósferas de otros exoplanetas. Sin embargo, fue una sorpresa verlo tan claramente en los datos y a tan grandes altitudes tan lejos del planeta. Los metales pesados ​​escapan en parte porque el planeta es tan grande e hinchado que su gravedad es relativamente débil. Este es un planeta que está siendo activamente despojado de su atmósfera “.

Los investigadores utilizaron el espectrógrafo de imágenes del telescopio espacial del observatorio para buscar en luz ultravioleta las firmas espectrales de magnesio y hierro impresas en la luz de las estrellas que se filtra a través de la atmósfera de WASP-121b cuando el planeta pasa frente a, o transita, la cara de su estrella natal.

Este exoplaneta también es un objetivo perfecto para la próxima NASA Telescopio espacial James Webb para buscar agua y dióxido de carbono en la luz infrarroja, que se pueden detectar en longitudes de onda más largas y rojas. La combinación de observaciones de Hubble y Webb daría a los astrónomos un inventario más completo de los elementos químicos que componen la atmósfera del planeta.

El estudio WASP-121b es parte de la encuesta Panchromatic Comparative Exoplanet Treasury (PanCET), un programa del Hubble para observar 20 exoplanetas, que varían en tamaño desde súper-Tierras (varias veces la masa de la Tierra) hasta Júpiter (que son más de 100 veces la masa de la Tierra). ), en el primer estudio comparativo ultravioleta, visible e infrarrojo a gran escala de mundos distantes.

Las observaciones de WASP-121b se suman a la historia en desarrollo de cómo los planetas pierden sus atmósferas primordiales. Cuando los planetas se forman, acumulan una atmósfera que contiene gas del disco en el que se formaron el planeta y la estrella. Estas atmósferas consisten principalmente en los gases primordiales, de menor peso, hidrógeno y helio, los elementos más abundantes en el universo. Esta atmósfera se disipa a medida que un planeta se acerca a su estrella.

“Los Júpiter calientes están compuestos principalmente de hidrógeno, y el Hubble es muy sensible al hidrógeno, por lo que sabemos que estos planetas pueden perder el gas con relativa facilidad”, dijo Sing. “Pero en el caso de WASP-121b, el gas de hidrógeno y helio está saliendo, casi como un río, y arrastra estos metales con ellos. Es un mecanismo muy eficiente para la pérdida de masa “.

Los resultados aparecen en línea hoy en The Astronomical Journal.

El telescopio espacial Hubble es un proyecto de cooperación internacional entre la NASA y la ESA (Agencia Espacial Europea). El Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, administra el telescopio. El Instituto Científico del Telescopio Espacial (STScI) en Baltimore, Maryland, lleva a cabo las operaciones científicas del Hubble. STScI es operado para la NASA por la Asociación de Universidades para la Investigación en Astronomía en Washington, DC

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