Datos obtenidos del telescopio espacial. James Webb de NASA/ESA/CSA, combinadas con observaciones previas del Telescopio Espacial Hubble de NASA/ESA, revelaron una sorprendente escasez de metano (CH4) en la atmósfera de avispa-107 b. Esto sugiere que el interior del planeta es significativamente más caliente y el núcleo mucho más masivo de lo que se pensaba anteriormente. Dos equipos independientes de investigadores tienen ahora una respuesta al misterio: ¿por qué el exoplaneta gigante gaseoso WASP-107 b está tan “hinchado”?
Se cree que la alta temperatura de WASP-107 b es el resultado del calentamiento de las mareas, causado por la órbita ligeramente excéntrica del planeta. Este calentamiento podría explicar por qué WASP-107 b está tan hinchado sin tener que recurrir a teorías extremas sobre su formación. Gracias a la extraordinaria capacidad del telescopio Webb para medir la luz que pasa a través de las atmósferas de los exoplanetas, estos hallazgos también podrían aclarar el misterio de la hinchazón de muchos exoplanetas de baja densidad.
El problema WASP-107b
Con más de tres cuartas partes del volumen de Júpiter, pero menos de una décima parte de su masa, WASP-107 b es uno de los planetas menos densos conocidos. Si bien los planetas hinchados no son infrecuentes, la mayoría de ellos son más calientes y masivos, por lo que son más fáciles de explicar. Luis Welbanks, de la Universidad Estatal de Arizona (ASU), autor principal de un estudio publicado en Nature, explicó: “Pensábamos que WASP-107 b tenía un núcleo rocoso muy pequeño rodeado por una gran masa de hidrógeno y helio. Pero era difícil entender cómo un núcleo tan pequeño podía recoger tanto gas y detenerse antes de convertirse en un planeta de la masa de Júpiter”.
Si WASP-107 b tuviera un núcleo más masivo, la atmósfera se habría contraído a medida que el planeta se enfriaría. Sin una fuente de calor para volver a expandir el gas, el planeta tendría que ser mucho más pequeño. A pesar de su distancia orbital de sólo 5 millones de millas, WASP-107 b no recibe suficiente energía de su estrella como para estar tan hinchado.
El radio gigante de WASP-107 b y su atmósfera extendida lo hacen ideal para la espectroscopia de transmisión, un método para identificar varios gases en la atmósfera de un exoplaneta. Utilizando NIRCam y MIRI de Webb y WFC3 de Hubble, el equipo de Welbanks construyó un amplio espectro de luz absorbida por la atmósfera de WASP-107 b. El equipo de Sing utilizó NIRSpec de Webb para crear un espectro independiente que abarca de 2,7 a 5,2 micrones.
La notable precisión de los datos permitió detectar y medir la abundancia de numerosas moléculas, entre ellas vapor de agua, metano, dióxido de carbono, monóxido de carbono, dióxido de azufre y amoníaco. Stephan Birkmann, de la Agencia Espacial Europea, destacó:
La espectroscopia NIRSpec de Webb nos brinda información directa sobre la química de WASP-107 b, complementando a la perfección las observaciones MIRI y NIRCam.
Ambos espectros muestran una sorprendente falta de metano en la atmósfera de WASP-107 b, una señal de un interior significativamente más cálido de lo esperado. David Sing de la Universidad Johns Hopkins explicó: “El metano es inestable a altas temperaturas. La baja presencia de metano, a pesar de la detección de otras moléculas que contienen carbono, indica que el gas caliente de las profundidades del planeta se está mezclando vigorosamente con las capas más frías de arriba”.
El calentamiento de las mareas, causado por la órbita ligeramente elíptica de WASP-107 b, es una fuente probable de energía interna. Este descubrimiento permitió estimar el tamaño del núcleo, que resulta ser al menos el doble de lo estimado originalmente. Esto hace que WASP-107 b sea menos misterioso de lo que se pensaba anteriormente.
