El telescopio espacial Webb confirma su primer exoplaneta
Por primera vez, investigadores de la NASA confirmaron un exoplaneta —un planeta que orbita alrededor de otra estrella— usando el telescopio espacial James Webb. Clasificado formalmente como LHS 475 b, está a solo 41 años luz de distancia, en la constelación de Octans, y tiene casi exactamente el mismo tamaño que la Tierra.
Dirigido por Kevin Stevenson y Jacob Lustig-Yaeger, ambos del Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins en Laurel, Maryland, el equipo de investigación eligió revisar cuidadosamente los objetivos de interés del Satélite de Sondeo de Exoplanetas en Tránsito (TESS), que insinuaba la existencia del planeta en cuestión.
El espectrógrafo de infrarrojo cercano de Webb (NIRSpec) logró identificarlo y confirmarlo de manera fácil y clara con solo dos observaciones de tránsito. «No hay duda de que el planeta está ahí. Los datos prístinos de Webb lo validan», dijo Lustig-Yaeger.
«El hecho de que también sea un planeta pequeño y rocoso es impresionante para el observatorio», agregó Stevenson.
«Estos primeros resultados de observación de un planeta similar al nuestro en tamaño abren la puerta a muchas posibilidades futuras para estudiar atmósferas de planetas rocosos con el nuevo telescopio espacial», coincidió Mark Clampin, director de la División de Astrofísica en la sede de la NASA en Washington.
¿Cómo detectan los investigadores un planeta distante? Observando los cambios en la luz a medida que orbita alrededor de su estrella. Una curva de luz del espectrógrafo de infrarrojo cercano del telescopio espacial James Webb (NIRSpec) muestra el cambio en el brillo del sistema estelar LHS 475 a lo largo del tiempo a medida que el planeta transitó la estrella el 31 de agosto de 2022. Crédito: NASA/Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins.
Entre todos los telescopios operativos, solo Webb es capaz de caracterizar las atmósferas de exoplanetas del tamaño terrestre. Por eso, el equipo intentó evaluar qué hay en la atmósfera del planeta encontrado analizando su espectro de transmisión. Sin embargo, aún no pudieron determinar de manera certera si realmente tiene una.
«Los datos del observatorio son hermosos», dijo Erin May, también del Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins. «El telescopio es tan sensible que puede detectar fácilmente una variedad de moléculas, pero aún no podemos sacar conclusiones definitivas sobre la atmósfera de este planeta».
Aunque el equipo no puede concluir lo que está presente, definitivamente pueden decir lo que no está presente.
«Hay algunas atmósferas de tipo terrestre que podemos descartar», explicó Lustig-Yaeger. «No puede tener una atmósfera espesa dominada por metano, similar a la de la luna Titán de Saturno, por ejemplo».
El equipo también señala que, si bien existe la posibilidad de que el planeta no tenga atmósfera, hay algunas composiciones atmosféricas que no se han descartado, como una atmósfera de dióxido de carbono puro.
«En contra de la intuición, una atmósfera 100 % de dióxido de carbono es mucho más compacta, por lo que se vuelve muy difícil de detectar», comentó Lustig-Yaeger.
Webb no observó una cantidad detectable de ningún elemento o molécula. Los datos (puntos blancos) son consistentes con un espectro sin características representativo de un planeta que no tiene atmósfera (línea amarilla). La línea morada representa una atmósfera de dióxido de carbono puro y es indistinguible de una línea plana en el nivel actual de precisión. La línea verde representa una atmósfera de metano puro, que no se ve favorecida ya que si el metano estuviera presente, se esperaría que bloqueara más luz estelar a 3,3 micras. Crédito: NASA, ESA, CSA, L. Hustak (STScI).
Se requieren mediciones aún más precisas para que el equipo distinga una atmósfera de dióxido de carbono puro de ninguna atmósfera. Con tal objetivo, los investigadores ya han programado otras observaciones en verano para obtener espectros adicionales.
Webb también reveló que el planeta es unos cientos de grados más cálido que la Tierra, por lo que si se detectan nubes, los investigadores pueden concluir que el planeta se parece más a Venus, que tiene una atmósfera de dióxido de carbono y está perpetuamente envuelto en gruesas nubes.
De igual manera, confirmaron que el planeta completa una órbita en solo dos días, información que fue revelada casi instantáneamente por la curva de luz precisa de Webb. Aunque LHS 475 b está más cerca de su estrella que cualquier otro planeta de nuestro sistema solar, su estrella enana roja tiene menos de la mitad de la temperatura del Sol, por lo que se proyecta que aún podría tener una atmósfera.
«Estamos a la vanguardia del estudio de exoplanetas pequeños y rocosos. Apenas hemos comenzado a arañar la superficie de cómo podrían ser sus atmósferas», concluyó Lustig-Yaeger.
