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Los telescopios Hubble y Spitzer sondean la enigmática atmósfera de Gliese 3470b


Nuestro Sistema Solar contiene dos clases principales de planetas. La Tierra es un planeta terrestre rocoso, como lo son Mercurio, Venus y Marte. Aproximadamente a la distancia del cinturón de asteroides, hay una "línea de escarcha" donde el espacio es tan frío que el material más volátil, como el agua, puede permanecer congelado. Aquí habitan los gigantes del hielo y gas como Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno, que se han acumulado en hidrógeno, helio y otros elementos volátiles.

Las dos clases de planetas que se encuentran fuera del Sistema Solar despiertan mucha curiosidad en los astrónomos: los exoplanetas llamados supertierras y subneptunos, que son esencialmente mundos alienígenas con masas y tamaños intermedios entre la Tierra y Neptuno. Ahora, el Telescopio Espacial Hubble y el Telescopio Espacial Spitzer se han unido para identificar, por primera vez en la historia, la "huella digital" química detallada de un subneptuno.

El enigma de Gliese 3470b
Un exoplaneta llamado Gliese 3470b es diferente a todo lo que se encuentra en el Sistema Solar. También conocido como GJ 3470b, este exoplaneta está a aproximadamente 96 años luz de distancia y rodea a una estrella enana roja en la dirección general de la constelación de Cáncer.

Gliese 3470b se asemeja a un cruce entre la Tierra y Neptuno, con un gran núcleo rocoso enterrado bajo una profunda y aplastante atmósfera de hidrógeno y helio. Su masa es 12.6 veces la de la Tierra, pero algo menor que la de Neptuno, que pesa 17 masas terrestres.

El Telescopio Espacial Kepler de la NASA ha descubierto muchos exoplanetas similares. De hecho, el 80% de los planetas de la Vía Láctea pueden caer en este rango de masa. Sin embargo, los astrónomos nunca han podido entender la naturaleza química de un planeta así hasta ahora.

El descubrimiento
Al hacer un inventario del contenido de la atmósfera de Gliese 3470b, el astrónomo de la Universidad de Montreal Björn Benneke y sus colegas de investigación pudieron descubrir pistas sobre la naturaleza y el origen del planeta.

"Este es un gran descubrimiento desde la perspectiva de la formación de los planetas", dijo el Dr. Benneke.

"Gliese 3470b orbita muy cerca de su estrella y es mucho menos masivo que Júpiter, pero ha logrado acumular la atmósfera primordial de hidrógeno-helio, que en gran parte no está contaminada por elementos más pesados".

El estudio
El equipo de astrónomos analizó un conjunto de datos de 12 tránsitos y 20 eclipses de Gliese 3470b, recopilados por el telescopio espacial Hubble y Spitzer.

"Esperábamos una atmósfera fuertemente enriquecida en elementos más pesados, como el oxígeno y el carbono, que están formando abundante vapor de agua y gas metano, similar a lo que vemos en Neptuno", dijo el Dr. Benneke.

"En cambio, encontramos una atmósfera que es tan pobre en elementos pesados que su composición se asemeja a la composición rica en hidrógeno-helio del Sol".

“Se piensa que otros exoplanetas llamados Júpiter calientes, se forman lejos de sus estrellas y con el tiempo migran mucho más cerca. Pero este planeta parece haberse formado justo donde está hoy".

La explicación más plausible es que Gliese 3470b nació precariamente cerca de su estrella enana roja, que es aproximadamente la mitad de la masa de nuestro Sol. El planeta comenzó como una roca seca y rápidamente acrecentó el hidrógeno de un disco protoplanetario cuando su estrella era muy joven.

Estamos viendo un objeto que fue capaz de acumular hidrógeno del disco protoplanetario, pero no se escapó lo suficiente para que el planeta se convirtiera convirtiera en un Júpiter caliente. Este es un régimen de evolución planetaria muy intrigante para los astrónomos.

“Una explicación es que el disco se disipó antes de que el planeta pudiera crecer más. El planeta se quedó atascado en un subneptuno", dijo el Dr. Benneke.

Referencia del documento científico:
Björn Benneke et al. Un exoplaneta subneptuno con una atmósfera baja en metalicidad, empobrecida en metano y nubes dispersas de Mie. Nature Astronomy, publicado en línea el 3 de julio de 2019; doi: 10.1038 / s41550-019-0800-5

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