Exoplanetas planetas en otros sistemas solares, pueden orbitar muy cerca de sus estrellas anfitrionas. Cuando la estrella anfitriona es mucho más caliente que el sol, el exoplaneta se vuelve tan caliente como una estrella. El planeta más caliente "ultra-caliente" fue descubierto el año pasado por astrónomos estadounidenses. Hoy dia, un equipo internacional liderado por investigadores de la Universidad de Ginebra (UNIGE), que colaboró ​​con teóricos de la Universidad de Berna (UNIBE), Suiza, descubrió la presencia de vapores de hierro y titanio en la atmósfera de este planeta. La detección de estos metales pesados ​​fue posible gracias a la temperatura de la superficie del planeta, que alcanza más de 4000 grados. Este descubrimiento se publica en la revista Naturaleza .

KELT-9 es una estrella ubicada a 650 años luz de la Tierra en la constelación de Cygnus (el Cisne). Con una temperatura superior a 10, 000 grados, hace casi el doble de calor que el sol. Esta estrella está orbitada por un planeta gaseoso gigante KELT-9b, que está 30 veces más cerca que la distancia de la Tierra al sol. Debido a esta proximidad, el planeta gira alrededor de su estrella en 36 horas y se calienta a una temperatura de más de 4, 000 grados. No hace tanto calor como el sol pero más caliente que muchas estrellas. En el presente, todavía no sabemos cómo es una atmósfera planetaria así, o cómo puede evolucionar en tales condiciones.

Los investigadores de NCCR PlanetS realizaron un estudio teórico sobre la atmósfera del planeta KELT-9b. "Los resultados de estas simulaciones muestran que la mayoría de las moléculas que se encuentran allí deberían estar en forma atómica, porque los enlaces que los mantienen unidos se rompen por colisiones entre partículas que ocurren a estas temperaturas extremadamente altas, "explica Kevin Heng, profesor de la UNIBE. Esta es una consecuencia directa de la temperatura extrema. Su estudio también predice que debería ser posible observar hierro atómico gaseoso en la atmósfera del planeta utilizando los telescopios actuales.

La luz revela los componentes químicos de la atmósfera.

El equipo de investigación había observado este planeta precisamente mientras se movía frente a su estrella anfitriona (es decir, durante un tránsito). Durante el tránsito, una pequeña fracción de la luz de la estrella se filtra a través de la atmósfera del planeta, y el análisis de esta luz filtrada puede revelar la composición química de la atmósfera. Esto se logra con un espectrógrafo, que separa la luz blanca en su espectro componente. Vapor de hierro si está presente, dejaría una huella digital reconocible en el espectro del planeta.

Usando el espectrógrafo HARPS-North, construido en Ginebra e instalado en el Telescopio Nazionale Galileo en La Palma, Los astrónomos descubrieron una fuerte señal correspondiente al vapor de hierro en el espectro del planeta. "Con las predicciones teóricas en la mano, era como seguir un mapa del tesoro, "dice Jens Hoeijmakers, investigador de las universidades de Ginebra y Berna y autor principal del estudio. "Y cuando profundizamos en los datos, encontramos aún más, ", agrega. El equipo también detectó la firma del titanio en forma de vapor.

Este descubrimiento revela las propiedades atmosféricas de una nueva clase de los llamados "Júpiter ultracalientes". Sin embargo, Los científicos creen que muchos exoplanetas se han evaporado por completo en entornos similares a KELT-9b. Aunque este planeta probablemente sea lo suficientemente masivo como para resistir la evaporación total, este nuevo estudio demuestra el fuerte impacto de la radiación estelar en la composición de la atmósfera. En efecto, Estas observaciones confirman que las altas temperaturas en este planeta rompen la mayoría de las moléculas, incluidos los que contienen hierro o titanio. En exoplanetas gigantes más fríos, Se cree que estas especies atómicas están ocultas dentro de óxidos gaseosos o en forma de partículas de polvo. haciéndolos difíciles de detectar. Este no es el caso de KELT-9b. "Este planeta es un laboratorio único para analizar cómo las atmósferas pueden evolucionar bajo una intensa radiación estelar, "concluye David Ehrenreich, investigador principal del equipo de los CUATRO ACES de UNIGE.