Cada mañana, en el exoplaneta gigante WASP-94A b, nubes formadas por minerales rocosos se acumulan en el cielo. Al anochecer esas nubes habían desaparecido.
Utilizando observaciones del Telescopio Espacial James Webb (JWST), los astrónomos descubrieron este dramático ciclo climático diurno en una Tierra distante, ubicada en la constelación Microscopium, a unos 700 años luz de la Tierra. Los hallazgos son la primera vez que los científicos observan directamente el ciclo de las nubes en un exoplaneta cálido de Júpiter.
El descubrimiento brindó a los investigadores una visión más clara de la atmósfera del planeta, ayudándoles a comprender mejor de qué está hecha la Tierra y cómo se comporta su clima. La investigación se publica en la revista. ciencia.
“He estado observando exoplanetas durante 20 años, y la nubosidad general ha sido una espina clavada en nuestro costado. Sabemos desde hace bastante tiempo que las nubes están muy extendidas en los Júpiter calientes, lo cual es molesto porque es como tratar de mirar el planeta a través de una ventana empañada”, dijo el coautor y PI del programa, David Plansburg de Ciencias de la Tierra, David Desings de Earth Plansing. En Johns Hopkins. “No sólo pudimos aclarar la escena, sino que finalmente pudimos precisar de qué están hechas las nubes y cómo se condensan y evaporan a medida que se mueven alrededor del planeta”.
Clima extremo en WASP-94A b
Para estudiar WASP-94A b, los científicos observaron el planeta cuando cruzaba por delante de su estrella anfitriona. Durante este tránsito, JWST pudo examinar los bordes delantero y trasero del planeta por separado a medida que pasaban a través de la luz de las estrellas.
El borde de ataque representa el lado matutino del planeta, donde los vientos atmosféricos transportan aire desde el lado nocturno más frío al lado diurno más cálido. La parte trasera actúa como el lado nocturno, donde el viento gira hacia la oscuridad.
Las observaciones revelaron una sorprendente diferencia entre las condiciones de la mañana y de la tarde. El lado de la mañana estaba lleno de nubes hechas de silicato de magnesio, un mineral que se encuentra comúnmente en las rocas de la Tierra. La tarde, sin embargo, estaba casi despejada.
Los investigadores creen que hay dos posibles explicaciones para la nube invisible. Una idea es que los fuertes vientos arrastran las nubes más profundamente hacia la atmósfera del planeta en los días de calor, ocultándolas efectivamente de la vista. Otra posibilidad es que las nubes se evaporen a medida que alcanzan temperaturas superiores a los 1.000 grados, similar a la niebla matutina en la Tierra pero en condiciones mucho más extremas.
“Fue una gran sorpresa. La gente esperaba algunas diferencias, como que la mañana fuera más fresca que la tarde; es algo natural que experimentamos aquí en la Tierra”, dijo Singh. “Pero lo que vimos fue una enorme diferencia en el clima y la cobertura de nubes en ambos lados del planeta, y eso cambió toda nuestra imagen del planeta”.
James Webb Pierce a través de Alien Cloud
El cielo despejado del atardecer brindó a los científicos una oportunidad que antes era imposible con telescopios más antiguos como el Hubble. Al aislar el lado libre de nubes del planeta, los investigadores pueden examinar la atmósfera directamente en lugar de promediar las áreas nubladas y despejadas juntas.
“Con el telescopio Hubble, cuando hacemos observaciones como esta, obtenemos una vista promedio de todo el planeta con información de las nubes y la atmósfera combinada e indistinguible”, dijo el primer autor Sagnik Mukherjee, becario postdoctoral en la Universidad Estatal de Arizona, quien fue estudiante en Johns Hopkins y UC Santa Cruz durante la investigación. “Este enfoque con JWST nos permitió localizar nuestras observaciones, lo que nos ayudó a ver los ciclos de las nubes”.
Datos claros han resuelto un antiguo misterio sobre la química del planeta. Mediciones anteriores han sugerido que WASP-94A b contiene cientos de veces más oxígeno y carbono que Júpiter, lo que es inconsistente con las teorías existentes sobre la formación de planetas.
Las nuevas observaciones pintan un panorama muy diferente. Los científicos ahora estiman que el planeta contiene aproximadamente cinco veces más oxígeno y carbono que Júpiter, lo que lo hace mucho más similar al planeta gigante de nuestro sistema solar de lo que se creía anteriormente.
Una nueva ventana a las atmósferas alienígenas
Los Júpiter calientes son planetas gaseosos gigantes que orbitan muy cerca de sus estrellas, incluso más cerca de lo que Mercurio orbita alrededor del Sol. Debido a su intenso calor y radiación, estos planetas brindan a los científicos laboratorios naturales ideales para estudiar la química atmosférica y el comportamiento de las nubes en condiciones extremas.
Después de estudiar WASP-94A b, el equipo de investigación examinó ocho Júpiter extracalientes y detectó ciclos de nubes similares en otras dos Tierras: WASP-39 b y WASP-17 b.
A continuación, los investigadores planean ampliar la búsqueda utilizando un programa de observación JWST más amplio que investigará los ciclos de las nubes en varios exoplanetas, incluido un gigante gaseoso inusual que viaja a través de la zona habitable en una órbita excéntrica.
