Webb Penetra la Bruma de un Exoplaneta Común Pero Misterioso

Los exoplanetas de tipo sub-Neptuno, mundos más grandes que la Tierra pero más pequeños que Neptuno, son los más comunes detectados en nuestra galaxia, pero gran parte de su naturaleza sigue envuelta en misterio y, a menudo, en una densa bruma atmosférica.

Ahora, observaciones del exoplaneta TOI-421 b con el Telescopio Espacial Webb están arrojando nueva luz sobre estos enigmáticos mundos, revelando una atmósfera sorprendentemente clara y una composición que desafía modelos previos.

Desde su descubrimiento, en su mayoría por el ya retirado telescopio Kepler, los sub-Neptunos han presentado varios desafíos. Aunque son comunes, sus atmósferas con frecuencia mostraban espectros de transmisión planos, sin las huellas químicas que delatan su composición. Con esa información los astrónomos concluyeron que densas capas de nubes o neblinas fotoquímicas probablemente ocultaban la luz de sus estrellas anfitrionas al pasar a través de sus atmósferas.

Entonces, un equipo científico eligió TOI-421 b precisamente porque sospechaban que podría carecer de estas neblinas. Su temperatura, unos 727 °C, está muy por encima del umbral teórico de 577 °C por debajo del cual se cree que reacciones fotoquímicas complejas, inducidas por luz estelar sobre el metano, generarían estas brumas.

En principio, los planetas más calientes no deberían tener metano y, por tanto, quizás tampoco neblinas. Justo las observaciones del Webb confirmaron esta hipótesis: TOI-421 b presentó una atmósfera despejada.

A diferencia de muchos otros sub-Neptunos, donde la bruma bloquea la vista, en TOI-421 b se detectó vapor de agua, junto con indicios de monóxido de carbono y dióxido de azufre. Notablemente, no encontraron metano ni dióxido de carbono.

Pero la gran sorpresa fue la presencia muy probable de una gran cantidad de hidrógeno en su atmósfera, haciéndola mayormente ligera. Este hallazgo sugiere que el exoplaneta pudo haberse formado y evolucionado de manera diferente a los sub-Neptunos más fríos y cubiertos de neblina estudiados hasta ahora.

Una atmósfera dominada por hidrógeno es interesante porque imita la composición de la estrella anfitriona de TOI-421 b, que por cierto es similar al Sol. La hipótesis sobre esto es que el mismo gas que formó la estrella anfitriona, pudo llegar a la atmósfera del exoplaneta. Estaría a temperaturas mucho más bajas, pero la combinación de gases sería muy similar. Este proceso se alinea más con la formación de los planetas gigantes de nuestro sistema solar y difiere de otros sub-Neptunos observados por el Webb, muchos de los cuales orbitan estrellas enanas rojas, más pequeñas y frías.

Aún queda por determinar si TOI-421 b es un caso único o si es representativo de los sub-Neptunos calientes que orbitan estrellas parecidas al Sol. Los investigadores planean observar otros similares para entender mejor las tendencias y añadir una pieza más al fabuloso rompecabezas de la formación de planetas en otras estrellas.

Los hallazgos del equipo fueron publicados el 5 de mayo en The Astrophysical Journal Letters.

Con información de, NASA’s Webb Lifts Veil on Common but Mysterious Type of Exoplanet