Un equipo internacional de investigadores, incluidos astrónomos de la Universidad de Ginebra (UNIGE) y el Centro Nacional de Competencia para la Investigación de Planetas, ha detectado una gran nube de helio alejándose del exoplaneta WASP-107b. El equipo recopiló estas observaciones con el telescopio espacial James Webb y las analizó utilizando herramientas de modelado desarrolladas en UNIGE. Sus hallazgos, publicados en Nature Astronomy, proporcionan información importante sobre el escape atmosférico, un proceso que desempeña un papel central en cómo los planetas evolucionan y desarrollan sus propiedades observables.
Las atmósferas planetarias no siempre están intactas. Incluso la Tierra pierde constantemente pequeñas cantidades de material hacia el espacio, arrojando un poco más de 3 kg de gas por segundo (principalmente hidrógeno). Esta pérdida continua, conocida como “escape atmosférico”, es particularmente relevante para los planetas que orbitan muy cerca de sus estrellas. El intenso calor que experimentan puede provocar espectaculares salidas de gas, lo que convierte al fenómeno en un factor clave en la evolución a largo plazo de dichos mundos.
La primera detección de helio por parte de Webb en un exoplaneta
Utilizando el telescopio espacial James Webb, investigadores de UNIGE y las universidades de McGill, Chicago y Montreal observaron la extensa salida de helio que salía de WASP-107b. El planeta está ubicado a más de 210 años luz de nuestro sistema solar. Esta es la primera vez que JWST detecta este material en un exoplaneta, lo que permite a los científicos examinar los gases que se escapan con mayor detalle que nunca.
Un mundo súper hinchado profundamente inflado
WASP-107b, descubierto en 2017, orbita su estrella a una distancia mucho mayor que la que Mercurio orbita alrededor del Sol. Aunque es similar en tamaño a Júpiter, tiene sólo una décima parte de la masa de Júpiter. Esta densidad extremadamente baja lo coloca en la clase de planetas “súper-puff”, conocidos por su gran tamaño y composición inusualmente ligera.
El helio que se escapa proviene de la atmósfera superior extendida del planeta, conocida como “exosfera”. Esta nube es tan grande que comienza a atenuar la luz de las estrellas antes de que el planeta pase por delante. “Nuestros modelos de escape atmosférico confirman la presencia de flujos de helio tanto delante como detrás del planeta, extendiéndose unas diez veces el radio del planeta en la dirección de su movimiento orbital”, dijo Ian Carteret, estudiante de doctorado en el Departamento de Astronomía de la Facultad de Ciencias de la Universidad de Ginebra.
Las firmas químicas revelan el pasado del planeta
Además de helio, los investigadores detectaron agua y varios compuestos químicos (incluidos monóxido de carbono, dióxido de carbono y amoníaco) en la atmósfera de WASP-107b. No encontraron metano detectable, aunque JWST puede detectarlo. Estos hallazgos ayudan a los científicos a reconstruir la historia temprana del planeta. La evidencia sugiere que WASP-107b se formó originalmente lejos de su ubicación actual antes de migrar hacia el interior. Esta migración hacia adentro puede explicar tanto su atmósfera inflada como la importante pérdida de gas que se observa hoy.
Los hallazgos sirven como referencia clave para comprender cómo cambian los mundos distantes con el tiempo. La observación y modelado del escape atmosférico es un área de investigación importante en el Departamento de Astronomía de UNIGE, ya que se cree que es responsable de algunas de las propiedades observadas en la población de exoplanetas”, explica Vincent Borrier, profesor titular e investigador en el Departamento de Astronomía de la Facultad de Ciencias y Asociados de UNIGE.
“En la Tierra, el escape atmosférico es demasiado débil para afectar en gran medida a nuestro planeta, pero es responsable de la ausencia de agua en nuestro vecino más cercano, Venus. Por lo tanto, es esencial comprender plenamente los mecanismos que intervienen en este evento, que puede erosionar las atmósferas de ciertos exoplanetas rocosos”, concluyó.
