Los investigadores que utilizan el telescopio espacial James Webb de la NASA finalmente han confirmado lo que los modelos habían predicho anteriormente: un exoplaneta tiene una atmósfera de amanecer eterno y anochecer eterno. WASP-39 b, un planeta gigante con un diámetro 1,3 veces mayor que el de Júpiter, pero un cometa similar a Saturno que orbita una estrella a unos 700 años luz de la Tierra, está unido a su estrella madre. Esto significa que tiene un día y una noche permanentes: un lado del planeta está siempre frente a su estrella, mientras que el otro siempre está en oscuridad.
Utilizando el NIRSpec (espectrógrafo de infrarrojo cercano) de Webb, los astrónomos confirmaron la diferencia de temperatura entre el eterno amanecer y el eterno crepúsculo en WASP-39 b, y la noche parece aproximadamente 300 grados Fahrenheit (unos 200 grados Celsius). También encontraron evidencia de una nubosidad variable, y es probable que el planeta esté permanentemente más nublado por la mañana que por la noche.
Los astrónomos analizaron el espectro de transmisión de 2 a 5 micrones de WASP-39 b, una técnica que estudia el terminador de un exoplaneta, el límite que separa el día y la noche de un planeta. Se crea un espectro de transmisión comparando la luz estelar filtrada por la atmósfera del planeta a medida que se mueve frente a la estrella, con la luz estelar sin filtrar que está más cerca de la estrella del planeta. Al hacer estas comparaciones, los investigadores pueden obtener información sobre la temperatura, la composición y otras propiedades de la atmósfera del planeta.
“WASP-39 b se ha convertido en una especie de planeta de referencia en el estudio de las atmósferas de exoplanetas con Webb”, dijo Néstor Espinoza, investigador de exoplanetas en el Instituto Científico del Telescopio Espacial y autor principal del estudio. “Tiene una atmósfera muy, muy hinchada, por lo que la señal de la luz estelar filtrada en la atmósfera del planeta es bastante fuerte”.
Los espectros web de la atmósfera de WASP-39b publicados anteriormente, que revelaron la presencia de dióxido de carbono, dióxido de azufre, vapor de agua y sodio, representan un rango completo de día/noche, por un lado y por el otro. No se ha realizado ningún intento detallado. distinguir entre
Ahora, el nuevo análisis crea dos espectros diferentes de la región del terminador, esencialmente dividiendo el límite día/noche en dos semicírculos, uno del anochecer y el otro del amanecer. Los datos muestran que las noches son significativamente calurosas, 1.450 grados Fahrenheit (800 grados Celsius), y las mañanas relativamente frescas, 1.150 grados Fahrenheit (600 grados Celsius).
“Es realmente sorprendente que seamos capaces de analizar esta pequeña diferencia, y sólo es posible gracias a la sensibilidad de la web a las longitudes de onda del infrarrojo cercano y sus sensores fotométricos altamente estables”, dijo Espinoza. “Cualquier pequeño movimiento en el instrumento o en el observatorio durante la recopilación de datos habría limitado gravemente nuestra capacidad para detectarlo.
La modelización exhaustiva de los datos obtenidos también permite a los investigadores investigar la composición de la atmósfera de WASP-39 b, la cobertura de nubes y por qué las noches son más cálidas. Si bien el trabajo futuro del equipo estudiará cómo la cobertura de nubes puede afectar la temperatura y viceversa, los astrónomos identificaron al planeta como el principal culpable de la diferencia de temperatura y confirmaron la circulación de gas a su alrededor.
En un exoplaneta altamente irradiado como WASP-39 b, que orbita relativamente cerca de su estrella, los investigadores suelen esperar que el gas se mueva a medida que el planeta orbita su estrella: el gas caliente es transmitido de día a noche por una poderosa. Corriente en chorro ecuatorial. Dado que la diferencia de temperatura es grande, la diferencia de presión del aire también será significativa, lo que dará como resultado altas velocidades del viento.
Utilizando modelos de circulación general, modelos tridimensionales como los utilizados para predecir patrones climáticos en la Tierra, los investigadores descubrieron que los vientos predominantes en WASP-39 b cambiaban del lado nocturno al terminador matutino, circulando durante el día. Terminando la tarde y luego alrededor de la noche. Como resultado, el lado matutino del terminador es más frío que el lado vespertino. En otras palabras, el lado de la mañana se ve afectado por vientos que son más fríos durante la noche, mientras que el lado de la tarde se ve afectado por vientos que son más cálidos durante el día. ¡Las investigaciones muestran que la velocidad del viento en WASP-39 b puede alcanzar miles de millas por hora!
“Este análisis también es muy interesante porque se obtiene información 3D sobre el planeta que no se obtenía antes”, añadió Espinoza. “Como podemos decir que el borde de la tarde es más caliente, eso significa que está un poco más hinchado. Entonces, teóricamente, hay un pequeño bulto en el terminador acercándose a la noche del planeta”.
Se publican los resultados del equipo. La naturaleza.
Los investigadores ahora utilizarán el mismo método de análisis para estudiar las diferencias en las atmósferas de otros Júpiter calientes bloqueados por mareas como parte del Programa de Observadores Generales del Ciclo 2 de Webb 3969.
WASP-39 b estuvo entre los primeros objetivos analizados por Webb cuando comenzó sus operaciones científicas regulares en 2022. Los datos de este estudio se recopilaron en el marco del Programa científico de publicación anticipada 1366, que fue diseñado para ayudar a los científicos a aprender a utilizar los instrumentos del telescopio. Capacidad científica total.
