Un nuevo estudio liderado por científicos del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) revela que el exoplaneta gigante WASP-69b porta una cola parecida a un cometa formada por partículas de helio que escapan de su campo gravitacional e impulsadas por la radiación ultravioleta de su estrella. Los resultados de este trabajo se publican hoy en la revista Ciencias .

Para detectar la atmósfera del exoplaneta gigante WASP-69b, los científicos utilizaron el instrumento CARMENES, que está instalado en el telescopio de 3,5 metros del Observatorio de Calar Alto (ubicado en Almería, España). Este espectrógrafo cubre simultáneamente el rango de longitud de onda visible y el infrarrojo cercano a alta resolución espectral. Esto ha permitido revelar la composición de la atmósfera de este exoplaneta y sacar conclusiones sobre la velocidad de las partículas de helio que abandonan el campo gravitacional del planeta y la longitud de la cola que producen.

El planeta fue observado durante un tránsito, cuando pasó frente a su estrella anfitriona. Durante este evento, el planeta y su atmósfera eclipsan parte de la luz de las estrellas. "Observamos una atenuación más fuerte y duradera de la luz de las estrellas en una región del espectro donde el gas helio absorbe la luz, "dice Lisa Nortmann, investigador del IAC y autor principal del artículo publicado hoy en la revista Ciencias . "La mayor duración de esta absorción nos permite inferir la presencia de una cola, " ella agrega.

Pero este no es el único resultado que se describe en el artículo. Los autores también han analizado otros cuatro planetas de forma similar. Estos son los exoplanetas calientes HD 189733b y HD 209458b, que tienen una masa similar a la de Júpiter, el planeta gigante extremadamente caliente KELT-9b y el exoplaneta cálido del tamaño de Neptuno GJ 436b. El análisis no muestra exosferas extensas de helio alrededor de los últimos tres planetas, que desafía las predicciones teóricas previas. El caliente Júpiter HD 189733b, por otra parte, revela una clara señal de absorción de helio, aunque aqui, la envoltura de helio es más compacta y no forma una cola.

El equipo también investigó las estrellas anfitrionas de los cinco exoplanetas utilizando datos de la Misión de Rayos X Multi-Espejo de la Agencia Espacial Europea (ESA XMM-Newton). Detectaron helio en las atmósferas de aquellos planetas que reciben la mayor cantidad de rayos X y radiación ultravioleta extrema de sus estrellas anfitrionas. "Este es un primer gran paso para descubrir cómo evolucionan las atmósferas de exoplanetas con el tiempo, y de qué podría resultar la distribución de masas y radios de la población observada de planetas súper terrestres y mini-Neptuno, "dice Enric Pallé, Investigador del IAC y coautor de la publicación.

Los resultados de tales estudios podrían confirmar que la radiación extrema de la estrella anfitriona puede despojar la envoltura gaseosa de planetas gigantes (similares a Júpiter o Neptuno) y convertirlos en planetas rocosos con densidades similares a Venus o la Tierra. "En el pasado, estudios de escape atmosférico, como el que hemos visto en WASP-69b, se basaron en observaciones espaciales de hidrógeno en el ultravioleta lejano, una región espectral de acceso muy limitado y fuertemente afectada por la absorción interestelar, "dice Michael Salz, investigador de la Universidad de Hamburgo y primer autor de una publicación complementaria del mismo equipo, que se centra en los detalles de la detección en HD 189733b que se publicará en la revista Astronomía y Astrofísica . "Nuestros resultados muestran que el helio es un nuevo trazador muy prometedor para estudiar el escape atmosférico en exoplanetas".

Esta nueva línea de investigación permitirá a la comunidad de investigadores especializados en caracterización de atmósferas de exoplanetas comparar los procesos de evaporación en una gran muestra de planetas y responder preguntas como si los planetas con períodos orbitales ultracortos son en realidad núcleos evaporados de antiguos Júpiter calientes. .

El instrumento CARMENES fue desarrollado por un consorcio de once instituciones españolas y alemanas, incluido el IAC. Fue diseñado para buscar planetas de tipo terrestre en la zona habitable de estrellas M, la región alrededor de una estrella donde las condiciones permiten la existencia de agua líquida. Los resultados publicados hoy demuestran la capacidad del instrumento para contribuir significativamente al campo de investigación de la atmósfera de exoplanetas.