Se han detectado posibles signos del "efecto gloria" similar al arco iris en un planeta fuera de nuestro sistema solar. Las glorias son coloridos anillos concéntricos de luz que ocurren sólo bajo condiciones peculiares.
Los datos del sensible satélite de caracterización de exoplanetas de la ESA, Cheops, junto con varias otras misiones de la ESA y la NASA, sugieren que este delicado fenómeno está irradiando directamente a la Tierra desde la atmósfera infernal del gigante gaseoso ultracaliente WASP-76b, a 637 años luz de distancia. P>
Visto a menudo en la Tierra, el efecto sólo se ha encontrado una vez en otro planeta, Venus. Si se confirma, esta primera gloria extrasolar revelará más sobre la naturaleza de este desconcertante exoplaneta, con emocionantes lecciones sobre cómo comprender mejor mundos extraños y distantes.
Los datos de Cheops y sus amigos sugieren que entre el calor y la luz insoportables de la cara iluminada por el sol del exoplaneta WASP-76b y la noche interminable de su lado oscuro, puede estar la primera "gloria" extrasolar. El efecto, similar al arco iris, se produce cuando la luz se refleja en nubes formadas por una sustancia perfectamente uniforme pero hasta ahora desconocida.
"Hay una razón por la que nunca antes se había visto gloria fuera de nuestro sistema solar:requiere condiciones muy peculiares", explica Olivier Demangeon, astrónomo del Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (Instituto de Astrofísica y Ciencias Espaciales) en Portugal y autor principal de el estudio.
"En primer lugar, se necesitan partículas atmosféricas que sean casi perfectamente esféricas, completamente uniformes y lo suficientemente estables como para ser observadas durante mucho tiempo. La estrella cercana al planeta necesita brillar directamente hacia él, con el observador, aquí Keops, justo en el orientación correcta."
Si se confirma, esta primera gloria exoplanetaria proporcionaría una hermosa herramienta para comprender más sobre el planeta y la estrella que lo formó.
"Lo que es importante tener en cuenta es la increíble escala de lo que estamos presenciando", explica Matthew Standing, investigador de la ESA que estudia exoplanetas.
"WASP-76b está a varios cientos de años luz de distancia:un planeta gigante gaseoso intensamente caliente donde probablemente llueve hierro fundido. A pesar del caos, parece que hemos detectado signos potenciales de una gloria. Es una señal increíblemente débil".
Este resultado demuestra el poder de la misión Cheops de la ESA para detectar fenómenos sutiles y nunca antes vistos en mundos lejanos.
Un planeta infernal con extremidades torcidas
WASP-76b es un planeta ultracaliente parecido a Júpiter. Si bien es un 10% menos masivo que nuestro primo rayado, casi duplica su tamaño. Al orbitar estrechamente a su estrella anfitriona doce veces más cerca de lo que el chamuscado Mercurio orbita alrededor de nuestro sol, el exoplaneta está "hinchado" por una intensa radiación.
Desde su descubrimiento en 2013, WASP-76b ha sido objeto de un intenso escrutinio y ha surgido una imagen extrañamente infernal. Un lado del planeta siempre mira hacia el sol y alcanza temperaturas de 2.400°C. Aquí, los elementos que formarían rocas en la Tierra se derriten y se evaporan, solo para condensarse en el lado nocturno ligeramente más frío, creando nubes de hierro que gotean lluvia de hierro fundido.
Pero los científicos han quedado desconcertados por una aparente asimetría o inestabilidad en las "miembros" de WASP-76b:sus regiones más externas vistas cuando pasa frente a su estrella anfitriona.
En este revelador estudio también se analizaron datos de diferentes misiones de la ESA y la NASA, incluidas TESS, Hubble y Spitzer, pero fue cuando Cheops de la ESA y TESS de la NASA trabajaron juntos cuando comenzaron a aparecer indicios del fenómeno de la gloria.
Cheops monitoreó intensamente WASP-76b mientras pasaba por delante y alrededor de su estrella similar al Sol. Después de 23 observaciones a lo largo de tres años, los datos mostraron un sorprendente aumento en la cantidad de luz proveniente del "terminador" oriental del planeta, el límite donde la noche se encuentra con el día. Esto permitió a los científicos desenredar y restringir el origen de la señal.
"Es la primera vez que se detecta un cambio tan brusco en el brillo de un exoplaneta, su 'curva de fase'", explica Olivier.
"Este descubrimiento nos lleva a la hipótesis de que este brillo inesperado podría ser causado por una reflexión fuerte, localizada y anisotrópica (dependiente de la dirección):el efecto gloria".
Disfrutando de la gloria reflejada de WASP-76b
Si bien el efecto de gloria crea patrones parecidos a un arcoíris, los dos no son iguales. Los arcoíris se forman cuando la luz solar pasa a través de un medio con cierta densidad hacia un medio con una densidad diferente (por ejemplo, del aire al agua), lo que hace que su trayectoria se doble (refracte). Las diferentes longitudes de onda se desvían en diferentes cantidades, lo que hace que la luz blanca se divida en sus distintos colores y cree el familiar arco circular de un arco iris.
Las glorias, en cambio, se forman cuando la luz pasa entre una abertura estrecha, por ejemplo entre gotas de agua en las nubes o en la niebla. Nuevamente, la trayectoria de la luz se desvía (en este caso se difracta), creando con mayor frecuencia anillos concéntricos de color, con interferencia entre las ondas de luz creando patrones de anillos brillantes y oscuros.
La confirmación del efecto gloria supondría la presencia de nubes formadas por gotas perfectamente esféricas, que han durado al menos tres años o se están reponiendo constantemente. Para que tales nubes persistan, la temperatura de la atmósfera también tendría que ser estable en el tiempo:una visión fascinante y detallada de lo que podría estar sucediendo en WASP-76b.
Es importante destacar que ser capaz de detectar maravillas tan diminutas tan lejanas enseñará a los científicos e ingenieros a detectar otros fenómenos críticos, pero difíciles de ver. Por ejemplo, la luz del sol reflejada en lagos y océanos líquidos:un requisito para la habitabilidad.
"Se necesitan más pruebas para decir de manera concluyente que esta intrigante 'luz adicional' es una gloria poco común", explica Theresa Lüftinger, científica del proyecto para la próxima misión Ariel de la ESA.
"Las observaciones de seguimiento realizadas por el instrumento NIRSPEC a bordo del telescopio espacial James Webb de NASA/ESA/CSA podrían hacer el trabajo. O la próxima misión Ariel de la ESA podría demostrar su presencia. Incluso podríamos encontrar colores más gloriosamente reveladores brillando en otros exoplanetas".
Olivier concluye:"Estuve involucrado en la primera detección de luz asimétrica procedente de este extraño planeta, y desde entonces he sentido mucha curiosidad por la causa. Me llevó algún tiempo llegar hasta aquí, con momentos en los que me pregunté:'¿Por qué? ¿Estás insistiendo en esto? Quizás sea mejor hacer otra cosa con tu tiempo. Pero cuando esta característica apareció fuera de los datos, fue un sentimiento tan especial, una satisfacción particular que no sucede todos los días".
La investigación se publica en la revista Astronomy &Astrophysics. .
Más información: O. D. S. Demangeon et al, Asimetría en la atmósfera superior del Júpiter ultracaliente WASP-76 b, Astronomía y astrofísica (2024). doi.org/10.1051/0004-6361/202348270
Información de la revista: Astronomía y Astrofísica
Proporcionado por la Agencia Espacial Europea
