Telescopio James Webb hace un inquietante hallazgo en un mundo que no está en el sistema solar

Observaciones en infrarrojo con el Telescopio Espacial James Webb del exoplaneta rocoso GJ 486 b, demasiado cerca de su estrella para estar en zona habitable y con una temperatura de 430 grados Celsius, han mostrado desconcertantes indicios de vapor de agua.

Si el vapor de agua está asociado con el planeta, eso indicaría que tiene una atmósfera a pesar de su temperatura abrasadora y su proximidad a su estrella. El vapor de agua se ha visto antes en exoplanetas gaseosos, pero hasta la fecha no se ha detectado definitivamente ninguna atmósfera alrededor de un exoplaneta rocoso. Sin embargo, el equipo de astrónomos autor del hallazgo advierte que el vapor de agua podría estar en la propia estrella, específicamente en manchas estelares frías, y no en el planeta.

“Vemos una señal, y es casi seguro que se debe al agua. Pero aún no podemos decir si esa agua es parte de la atmósfera del planeta, lo que significa que el planeta tiene una atmósfera, o si solo estamos viendo una firma de agua proveniente de la estrella”, dijo en un comunicado Sarah Moran de la Universidad de Arizona en Tucson, autora principal del estudio.

“El vapor de agua en la atmósfera de un planeta rocoso caliente representaría un gran avance para la ciencia de los exoplanetas. Pero debemos tener cuidado y asegurarnos de que la estrella no sea la culpable”, agregó Kevin Stevenson, del Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins, Maryland, investigador principal del programa.

A solo 26 años luz de distancia en la constelación de Virgo, GJ 486 b es aproximadamente un 30 % más grande que la Tierra y tres veces más masivo, lo que significa que es un mundo rocoso con una gravedad más fuerte que la Tierra. Gira alrededor de una estrella enana roja en poco menos de 1,5 días terrestres. Se espera que esté bloqueado por mareas, con un lado de día permanente y un lado de noche permanente.

GJ 486 b transita su estrella, cruzando por delante de la estrella desde nuestro punto de vista. Si tiene una atmósfera, entonces, cuando transite, la luz de la estrella se filtraría a través de esos gases, imprimiendo huellas dactilares en la luz que permiten a los astrónomos decodificar su composición a través de una técnica llamada espectroscopia de transmisión.

El equipo observó dos tránsitos, cada uno con una duración de aproximadamente una hora. Luego utilizaron tres métodos diferentes para analizar los datos resultantes. Los resultados de los tres son consistentes en que muestran un espectro mayormente plano con un aumento intrigante en las longitudes de onda infrarrojas más cortas. El equipo ejecutó modelos informáticos considerando varias moléculas diferentes y concluyó que la fuente más probable de la señal era el vapor de agua.

Si bien el vapor de agua podría indicar potencialmente la presencia de una atmósfera en GJ 486 b, una explicación igualmente plausible es el vapor de agua de la estrella. Sorprendentemente, incluso en nuestro propio Sol, el vapor de agua a veces puede existir en las manchas solares porque estas manchas son muy frías en comparación con la superficie circundante de la estrella. La estrella anfitriona de GJ 486 b es mucho más fría que el Sol, por lo que aún más vapor de agua se concentraría dentro de sus manchas estelares. Como resultado, podría crear una señal que imite una atmósfera planetaria.

“No observamos evidencia de que el planeta cruzara ninguna mancha estelar durante los tránsitos. Pero eso no significa que no haya manchas en otras partes de la estrella. Y ese es exactamente el escenario físico que imprimiría esta señal de agua en los datos y podría terminar pareciéndose a una atmósfera planetaria”, explicó Ryan MacDonald de la Universidad de Michigan en Ann Arbor, uno de los coautores del estudio.

Se esperaría que una atmósfera de vapor de agua se erosione gradualmente debido al calentamiento y la irradiación estelar. Como resultado, si hay una atmósfera presente, probablemente tendría que ser repuesta constantemente por volcanes que expulsan vapor del interior del planeta. Si el agua está realmente en la atmósfera del planeta, se necesitan observaciones adicionales para reducir la cantidad de agua presente.

Las futuras observaciones de Webb pueden arrojar más luz sobre este sistema. Un próximo programa de Webb utilizará el instrumento de infrarrojo medio (MIRI) para observar el lado diurno del planeta. Si el planeta no tiene atmósfera, o solo una atmósfera delgada, se espera que la parte más caliente del lado diurno esté directamente debajo de la estrella. Sin embargo, si se desplaza el punto más caliente, eso indicaría una atmósfera que puede hacer circular el calor.

En última instancia, se necesitarán observaciones en longitudes de onda infrarrojas más cortas por otro instrumento de Webb, el generador de imágenes de infrarrojo cercano y el espectrógrafo sin rendija (NIRISS), para diferenciar entre la atmósfera planetaria y los escenarios de manchas estelares. “Se trata de unir múltiples instrumentos que realmente determinarán si este planeta tiene o no una atmósfera”, dijo Stevenson.

Inteligencia artificial realizó un gran hallazgo en el espacio exterior, ¿encontró un nuevo hogar para la humanidad?

Un estudio realizado en la Universidad de Georgia (UGA) muestra que esta técnica puede determinar correctamente si un exoplaneta está presente al observar los discos protoplanetarios, el gas alrededor de las estrellas recién formadas.

Los hallazgos publicados en The Astrophysical Journal representan un primer paso hacia el uso del aprendizaje automático para identificar exoplanetas previamente pasados por alto.

“Confirmamos el planeta usando técnicas tradicionales, pero nuestros modelos nos dirigieron a ejecutar esas simulaciones y nos mostraron exactamente dónde podría estar el planeta”, dijo en un comunicado Jason Terry, estudiante de doctorado en el departamento de física y astronomía de la UGA y autor principal del estudio.

“Cuando aplicamos nuestros modelos a un conjunto de observaciones más antiguas, identificamos un disco del que no se sabía que tuviera un planeta a pesar de que ya había sido analizado. Al igual que en descubrimientos anteriores, realizamos simulaciones del disco y descubrimos que un planeta podría crear la observación”, añadió.

Según Terry, los modelos sugirieron la presencia de un planeta, indicada por varias imágenes que resaltaron fuertemente una región particular del disco que resultó tener el signo característico de un planeta: una desviación inusual en la velocidad del gas cerca del planeta.

“Esta es una prueba de concepto increíblemente emocionante. Sabíamos por nuestro trabajo anterior que podíamos usar el aprendizaje automático para encontrar exoplanetas en formación conocidos”, dijo Cassandra Hall, profesora asistente de astrofísica computacional e investigadora principal del Grupo de Investigación de Formación de Planetas y Exoplanetas en UGA. “Ahora, sabemos con certeza que podemos usarlo para hacer nuevos descubrimientos”, reiteró.

El descubrimiento destaca cómo el aprendizaje automático tiene el poder de mejorar el trabajo de los científicos, utilizando la inteligencia artificial como una herramienta adicional para ampliar la precisión de los investigadores y economizar de manera más eficiente su tiempo cuando se dedican a un esfuerzo tan vasto como investigar el espacio exterior profundo.

Los modelos pudieron detectar una señal en los datos que las personas ya habían analizado; encontraron algo que antes no había sido detectado.

“Esto demuestra que nuestros modelos, y el aprendizaje automático en general, tienen la capacidad de identificar de forma rápida y precisa información importante que las personas pueden pasar por alto. Esto tiene el potencial de acelerar drásticamente el análisis y los conocimientos teóricos posteriores”, dijo Terry.

“Solo tomó alrededor de una hora analizar todo el catálogo y encontrar evidencia sólida de un nuevo planeta en un lugar específico, por lo que creemos que habrá un lugar importante para este tipo de técnicas a medida que nuestros conjuntos de datos sean aún más grandes”, agregó.

Cabe subrayar que en los últimos meses equipos científicos de diferentes organizaciones dedicadas a la observación del espacio exterior han desarrollado un especial interés por el descubrimiento y análisis de exoplanetas. Esto se debe a que en dichos grupos hay entusiastas que albergan la esperanza de encontrar otros mundos que cuenten con condiciones similares a nuestro planeta y que podrían ser colonizados por la humanidad en un futuro.

En el marco de esta iniciativa, recientemente, la Sociedad Max Planck anunció que un equipo de investigadores descubrió un planeta que podría ser apto para albergar vida y que dicho mundo cuenta con un tamaño similar al de la Tierra.

El equipo que adelanta la investigación ha nombrado a ese exoplaneta “Wolf 1069 b”, el cual orbita alrededor de una estrella enana a la distancia necesaria para que pueda haber agua líquida su superficie; además, cuenta con una atmósfera cuya concentración de oxígeno y otros elementos químicos es muy parecida a la que posee el globo terráqueo.

Datos iniciales han permitido establecer que a ese exoplaneta ‘condenado’ le toma 15,6 días cumplir una órbita a la estrella enana que le brinda calor. De manera que la distancia entre ese mundo y esa estrella representa una quinceava parte del espacio que existe entre Tierra y el Sol; por ello, a nuestro planeta le toma cerca de 365 días cumplir una órbita alrededor del ‘astro rey’.

Sin embargo, pese a que el exoplaneta se encuentra sumamente cerca de su estrella, este mundo solo obtiene el 65 % de la potencia de radiación que actualmente la Tierra recibe del Sol. Por lo tanto, es un mundo potencialmente apto para albergar vida humana.

*Con información de Europa Press.