«Neptuno caliente» exoplaneta Se descubrió que contenía dióxido de azufre en su atmósfera, una atmósfera que también fluye hacia el espacio cuando el planeta orbita sobre los polos de su estrella en una órbita pronunciada cada tres días y un tercio.
La presencia de dióxido de azufre en la atmósfera del exoplaneta denominado GJ 3470b y que se encuentra a 96 Año luz de TierraFue un shock cuando lo vi. Telescopio espacial James Webb (JWST).
«No pensábamos que veríamos dióxido de azufre en planetas de este tamaño, y es emocionante ver esta nueva molécula en un lugar que no esperábamos, porque nos brinda una nueva forma de aprender cómo se forman estos planetas». Thomas Beatty de la Universidad de Wisconsin, Madison, dijo: declaración. «Y los planetas pequeños son particularmente interesantes, porque su composición realmente depende de cómo ocurre el proceso de formación del planeta».
Todo sobre GJ 3470b nos dice que tiene una historia fascinante y llena de acontecimientos.
Planetas Tiene la forma de un disco de gas y polvo que gira alrededor de un plano alineado con el eje de rotación de la estrella. En nuestro Sistema solarPodemos ver evidencia de este disco en que todos los planetas provienen de él. Mercurio a Neptuno La órbita está en el plano de la eclíptica. GJ 3470b, por otro lado, sigue una trayectoria inclinada 89 grados con respecto a su eje de giro más frío. enano Rojo una estrella. En otras palabras, orbita en una órbita pronunciada por encima de los polos de la estrella. Normalmente los planetas no se forman en tales órbitas.
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Con una masa 13,9 veces mayor que masa terrestreSu diámetro es aproximadamente del 40%. Ese Júpiter, GJ 3470b es una bolsa de gas inflada. Cuando estos mundos están cerca de su estrella, los astrónomos los llaman «Neptuno caliente». La atmósfera de GJ 3470b tiene una temperatura de 325 °C (617 °F); La temperatura de Neptuno en nuestro sistema solar es de -200 grados Celsius (-330 grados). F).
Los modelos actuales de formación de planetas describen cómo Gigantes gaseosos Suelen formarse lejos de su estrella. Planetas rocososEn profundidades frías donde el gas es más abundante. Sin embargo, GJ 3470b orbita a una distancia de sólo 5,3 millones de kilómetros (3,3 millones de millas) de su estrella. A modo de comparación, Mercurio es el planeta más cercano a nosotros. solorbita a una distancia promedio de 58 millones de kilómetros (36 millones de millas) de nuestra estrella, aunque los sistemas enanas rojas suelen ser de menor tamaño en comparación con nuestro sistema solar.
Normalmente, esperaríamos que GJ 3470b se formara más lejos y luego migrara hacia adentro como resultado de interacciones con el disco de formación de planetas de su estrella. Mientras tanto, los científicos suelen sospechar que el mundo fue expulsado del plano orbital por la interacción gravitacional con otro planeta, o quizás incluso por la turbulencia causada por el paso de una estrella cercana.
Sin embargo, la mezcla de la atmósfera del planeta sugiere lo contrario.
Aunque el Telescopio Molecular James Webb detectó moléculas en su interior, como dióxido de azufre, la atmósfera de GJ 3470b todavía está compuesta abrumadoramente de hidrógeno y helio, incluso más que los planetas gaseosos de nuestro sistema solar, un hecho destacado por telescopio espacial Hubble En 2019. Entonces, ofrecer una explicación es que GJ 3470b en realidad se formó cerca de su estrella como un planeta rocoso antes de acumular una atmósfera espesa, casi pura de hidrógeno y helio, pero por ahora, eso es sólo una hipótesis. Por eso el descubrimiento del dióxido de azufre por parte del telescopio espacial James Webb es tan importante, porque su presencia podría ayudar a distinguir entre diferentes teorías sobre cómo se formó el planeta.
El descubrimiento del dióxido de azufre fue posible gracias a que GJ 3470b transitaba por su estrella, lo que permitió a los astrónomos realizar la llamada “espectroscopia de transmisión”. A medida que la luz de su estrella madre brilla a través de la atmósfera de GJ 3470b, las moléculas de la atmósfera mundial absorben parte de la luz de la estrella, dejando líneas oscuras de absorción en el espectro de la estrella.
Sin embargo, detectar estas líneas de absorción es difícil, especialmente en el caso del caliente Neptuno, que probablemente esté envuelto en una neblina monótona.
«La cuestión es que todo el mundo mira estos planetas y a menudo ve líneas planas», dijo Beatty. «Pero cuando miramos el planeta, no obtuvimos una línea recta».
En cambio, el telescopio espacial James Webb pudo confirmar líneas de absorción de dióxido de carbono, metano y vapor de agua y, de hecho, detectar dióxido de azufre en la región por primera vez. tiempo. En realidad, esto convierte a GJ 3470b en el exoplaneta más ligero y frío conocido hasta la fecha que tiene dióxido de azufre en su atmósfera. Descubrimientos anteriores estaban relacionados con la cálida atmósfera de Júpiter, con temperaturas que superan los 1.000 grados Celsius (1.830 grados Fahrenheit).
«La detección de dióxido de azufre en un planeta pequeño como GJ 3470b nos da otro elemento importante en la lista de ingredientes para la formación de planetas», dijo Beatty.
El equipo cree que el azufre puede haber comenzado como un componente del sulfuro de hidrógeno. Sin embargo, mientras GJ 3470b orbita cerca de su estrella, la luz ultravioleta del cuerpo estelar tiene un impacto lo suficientemente poderoso como para romper fácilmente las moléculas atmosféricas, creando una especie de agitación química que consiste en componentes moleculares destrozados que se reúnen con otros. átomos Y moléculas. Un átomo de azufre combinado con dos átomos de oxígeno forma dióxido de azufre.
Sin embargo, la estrella madre del planeta no sólo rompe las moléculas atmosféricas; El hidrógeno liberado de esas moléculas podría ser eliminado por completo del planeta. Entonces GJ 3470b es literal. evaporación Ante nuestros ojos, los vientos estelares van arrastrando poco a poco su atmósfera. espacio, dejando tras de sí una corriente de gas hidrógeno. De hecho, se estima que el planeta ha perdido el 40% de su masa original.
La presencia de dióxido de azufre en su atmósfera, la órbita inclinada que permanece inexplicable y la pérdida de masa que cambia dramáticamente a GJ 3470b para siempre son pistas importantes sobre el origen de este extraño y maravilloso planeta, según Beatty.
«Estos son pasos importantes en la receta que creó este planeta en particular, y pueden ayudarnos a comprender cómo se forman planetas como este», dijo.
Beatty presentó los resultados en la 244ª reunión de la Sociedad Astronómica Estadounidense el 10 de junio y fueron aceptados para su publicación en Astrophysical Journal Letters.
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