Un equipo internacional de científicos midió recientemente el espectro de la atmósfera de un raro exoplaneta caliente de Neptuno, cuyo descubrimiento por el Satélite de Encuesta de Exoplanetas en Tránsito (TESS) de la NASA se anunció el mes pasado.

El descubrimiento se realizó con datos proporcionados por el ahora retirado Telescopio Espacial Spitzer de la NASA, que permite un único, Vista infrarroja del universo para observar regiones del espacio que están ocultas a los telescopios ópticos.

Uno de los principales objetivos de la misión TESS de la NASA es encontrar nuevos planetas pequeños que serían buenos objetivos para la caracterización atmosférica. Al principio de su misión, encontró LTT9779b, un planeta que orbita una estrella similar al Sol ubicado a 260 años luz de distancia de la Tierra. Este planeta un poco más grande que Neptuno, orbita muy cerca de su estrella. El planeta se encuentra en el "desierto caliente de Neptuno, "donde los planetas no deberían existir. De hecho, La mayoría de los exoplanetas calientes cercanos son gigantes gaseosos del tamaño de Júpiter o Saturno que tienen suficiente masa para retener la mayor parte de su atmósfera usando su alta gravedad contra la evaporación causada por la estrella. o pequeños exoplanetas rocosos que han perdido su atmósfera a causa de la estrella hace mucho tiempo.

"Este Neptuno ultracaliente es un exoplaneta de 'tamaño mediano' que orbita muy cerca de su estrella (solo se necesitan 19 horas para completar una órbita), pero su baja densidad indica que todavía tiene una atmósfera que pesa al menos el 10 por ciento de la masa del planeta, "explicó la profesora asistente de física y astronomía de la Universidad de Nuevo México, Diana Dragomir, quien lidera el trabajo que involucró a más de 25 instituciones.

La edad de este sistema es de 2 mil millones de años. A esta alta temperatura, la atmósfera del planeta debería haberse evaporado hace mucho tiempo, temprano en la vida del sistema. "Los Neptunes calientes son raros, y uno en un ambiente tan extremo como este es difícil de explicar porque su masa no es lo suficientemente grande como para retener una atmósfera por mucho tiempo. Entonces, ¿cómo se las arregló? LTT9779b nos hizo rascarnos la cabeza, pero el hecho de que tenga atmósfera nos da una forma poco común de investigar este tipo de planeta, así que decidimos sondearlo con otro telescopio, "Añadió Dragomir.

Para investigar su composición atmosférica y arrojar más luz sobre su origen, Los científicos obtuvieron observaciones de eclipses secundarios con la cámara de matriz de infrarrojos Spitzer (IRAC) del Neptuno caliente. Las observaciones de Spitzer confirmaron una presencia atmosférica y permitieron medir la temperatura muy alta del planeta. aproximadamente 2, 000 Kelvin (alrededor de 3, 000 grados Fahrenheit). "Por primera vez, ¡medimos la luz proveniente de un planeta que no debería existir! ”, dijo Dragomir.

Después de combinar las observaciones de Spitzer con una medición del eclipse secundario en el paso de banda TESS, los científicos estudiaron el espectro de emisión resultante e identificaron evidencia de absorción molecular en la atmósfera del planeta, lo que creen que probablemente se deba al monóxido de carbono. Esta molécula no es inesperada en las atmósferas de grandes planetas calientes (Júpiter calientes), pero encontrarlo en un Neptuno caliente puede proporcionar pistas sobre el origen de este planeta y cómo logró aferrarse a su atmósfera. Este resultado constituye la primera detección de características atmosféricas en un exoplaneta descubierto por TESS, y el primero de un Neptuno ultracaliente.

"Si hay mucha atmósfera alrededor del planeta, como es el caso de LTT9779b, entonces podrás estudiarlo más fácilmente, "dijo Dragomir." Una atmósfera más pequeña sería mucho más difícil de observar ". Los resultados indican que LTT9779b es un objetivo excelente para una caracterización adicional con el próximo Telescopio Espacial James Webb (JWST) de la NASA. lo que también podría verificar si la absorción molecular observada se debe realmente al monóxido de carbono.

Un documento complementario dirigido por el profesor asistente de la Universidad de Kansas, Ian Crossfield, También encontró señales que apuntan a que la atmósfera del planeta tiene un nivel de elementos pesados ​​más alto de lo esperado. Esto también es intrigante porque los dos planetas de tamaño similar en nuestro Sistema Solar, Neptuno y Urano, se componen principalmente de elementos ligeros como hidrógeno y helio.

"LTT9779 es uno de esos objetivos súper emocionantes, una piedra preciosa muy rara para nuestra comprensión de los Neptunes calientes. Creemos que detectamos monóxido de carbono en su atmósfera y que el lado permanente del día es muy caluroso, mientras que muy poco calor se transporta al lado de la noche, "dijo Björn Benneke, profesor de la Université de Montréal y miembro del Instituto de Investigación sobre exoplanetas (iREx). "Ambos hallazgos hacen que LTT9779b diga que se puede observar una señal muy fuerte que hace del planeta un objetivo muy intrigante para una futura caracterización detallada con JWST".

Juntos, Estos resultados preparan el escenario para investigaciones similares de una muestra más grande de exoplanetas descubiertos en este cálido desierto de Neptuno. que son clave para descubrir el origen de esta población única de exoplanetas.

La investigación, Spitzer revela evidencia de absorción molecular en la atmósfera del Hot Neptune LTT 9779b, fue publicado en The Cartas de revistas astrofísicas .