El telescopio espacial CHEOPS, cuyo centro de operaciones científicas se ubica en la Universidad de Ginebra (UNIGE), revela nueva información sobre el misterioso exoplaneta WASP-76b. Este gigante ultra caliente se distingue por una asimetría entre la cantidad de luz observada en su terminador este - la línea ficticia que separa su cara nocturna de su cara diurna - y la observada en su terminador oeste.
Cada gloria es única, en función de la composición de la atmósfera del planeta y de los colores de la luz de la estrella que la ilumina. WASP-76 (la estrella de WASP-76b) es una estrella de secuencia principal amarilla y blanca como el Sol, pero estrellas diferentes crean glorias de colores y patrones diferentes.
© ESA, trabajo realizado por ATG bajo contrato para ESA. CC BY-SA 3.0 IGO
Esta particularidad sería debida a una "gloria", un fenómeno luminoso similar a un arco iris, que ocurre si la luz de la estrella - el "sol" alrededor del cual gira el exoplaneta - es reflejada por nubes compuestas de una sustancia perfectamente uniforme. Si esta hipótesis se confirma, sería la primera detección de este fenómeno fuera de nuestro sistema solar.
Estos trabajos, realizados en colaboración con la Agencia Espacial Europea (ESA) y la Universidad de Berna (UNIBE), se pueden descubrir en Astronomy & Astrophysics.
WASP-76b es un planeta gigante ultra caliente. Girando alrededor de su estrella anfitriona doce veces más cerca de lo que Mercurio gira alrededor de nuestro Sol, recibe más de 4000 veces la radiación del Sol en la Tierra. "El exoplaneta está 'inflado' por las intensas radiaciones de su estrella. Por lo tanto, aunque es un 10% menos masivo que nuestra prima Júpiter, es casi dos veces más grande que ella", explica Monika Lendl, profesora asistente en el Departamento de Astronomía de la Facultad de Ciencias de la UNIGE, y coautora del estudio.
Desde su descubrimiento en 2013, WASP-76b ha sido objeto de un examen minucioso por parte de los astrónomos. Una imagen extrañamente infernal ha emergido. Una de las caras del planeta está siempre orientada hacia su estrella, alcanzando temperaturas de 2400 grados Celsius. Elementos que formarían rocas en la Tierra se funden y se evaporan, antes de condensarse en la cara nocturna, ligeramente más fría, creando nubes de hierro que gotean en lluvia de hierro.
La contribución crucial de CHEOPS
Una de las observaciones más perturbadoras, para los astrónomos, es la asimetría entre los dos terminadores del planeta. El terminador siendo esa línea imaginaria que separa el lado diurno del lado nocturno de un planeta. En el caso de WASP-76b, las observaciones muestran un aumento en la cantidad de luz para el terminador al este del planeta en comparación con el que se encuentra al oeste.
Para resolver este misterio, los astrónomos han utilizado nada menos que veintitrés observaciones con el telescopio espacial CHEOPS, repartidas a lo largo de tres años. El satélite de la ESA, liderado por Suiza y cuyo centro de operaciones científicas se encuentra en el Departamento de Astronomía de la UNIGE, ha observado numerosos eclipses secundarios del planeta (cuando este pasa detrás de su estrella) y varias curvas de fase (observación continúa durante un giro completo del planeta).
Representación artística del telescopio espacial CHEOPS.
© ESA / ATG medialab
Combinando estos nuevos datos con los de otros telescopios (TESS, Hubble y Spitzer), los astrónomos han podido adelantar una hipótesis sorprendente para explicar el exceso de flujo luminoso del lado este del planeta: "este brillo inesperado podría ser causado por una reflexión fuerte, localizada y anisotrópica - es decir, dependiente de la dirección - lo que llamamos una ''gloria''", explica Olivier Demangeon, investigador en el Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço en Portugal y primer autor del estudio.
Una primera vez fuera de nuestro sistema solar
Las glorias son fenómenos comunes en la Tierra. También han sido observadas en Venus. El efecto, similar a un arco iris, ocurre cuando la luz es reflejada por nubes compuestas de una sustancia perfectamente uniforme. En el caso de la Tierra, la nube está compuesta de gotas de agua pero para WASP-76b, el misterio permanece. Podría tratarse de hierro, ya que este ya ha sido detectado en la atmósfera extremadamente caliente del planeta. La detección de este fenómeno en WASP-76b es la primera de su tipo fuera de nuestro sistema solar.
"Si ninguna gloria ha sido observada antes fuera de nuestro sistema solar, es porque este fenómeno requiere condiciones muy particulares. Primero, es necesario que las partículas atmosféricas sean casi perfectamente esféricas, completamente uniformes y lo suficientemente estables como para ser observadas durante un largo periodo. La estrella vecina del planeta debe brillar directamente sobre ella, y el observador - aquí CHEOPS - debe encontrarse en la posición correcta", explica Olivier Demangeon.
Resultados por confirmar
Se necesitarán más datos para afirmar con certeza que este intrigante exceso de luz en el terminador este de WASP-76b es una gloria. Esta confirmación atestiguaría la presencia de nubes constituidas por gotas perfectamente esféricas, existentes desde hace al menos tres años, o que se renovarían constantemente. Para que tales nubes persistan, la temperatura de la atmósfera también debería ser estable en el tiempo - una visión fascinante y detallada de lo que podría estar ocurriendo en WASP-76b.
La detección de fenómenos tan minúsculos a tal gran distancia permitirá a los científicos e ingenieros identificar otros igualmente cruciales. Como por ejemplo, la reflexión de la luz estelar sobre lagos y océanos líquidos - una condición necesaria para la habitabilidad.