La espectroscopia de exoplanetas permite determinar la composición química y la estructura térmica de sus atmósferas. Este campo está experimentando un auge notable con la llegada del telescopio espacial James Webb (JWST). Pero las observaciones desde tierra conservan una ventaja importante: gracias a la interferometría, es posible combinar la luz de varios telescopios para obtener el equivalente a un telescopio gigante capaz de detectar y caracterizar planetas cercanos a su estrella e inaccesibles para el JWST.
Observar desde tierra: el poder de la interferometría
Entre estos objetivos, Pictoris b se distingue: este gigante gaseoso forma parte de un sistema muy joven (180 veces más joven que nuestro Sistema Solar). Orbita dentro de un conjunto de cinturones de hielo y polvo, análogos al cinturón de Kuiper. Estudiar este planeta permite comprender mejor las condiciones de formación y la evolución dinámica del Sistema Solar.
Sin embargo, su proximidad a su estrella (nueve veces la distancia Tierra-Sol) hace que su caracterización por el JWST sea difícil. Dos nuevos estudios demuestran que la interferometría supera esta limitación. Presentan espectros de Pictoris b en el infrarrojo de una precisión sin precedentes que ponen de manifiesto el contenido molecular de la atmósfera de esta exoplaneta y miden su relación de abundancia carbono/oxígeno. Esta última permite rastrear la historia de formación de este planeta.
Ilustración generada mediante PlanetMaker/Gimp/Molview.
Color del planeta procedente de https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2515-5172/adec7d).
Espectro procedente de Houllé et al. 2025 (https://arxiv.org/pdf/2508.18366).
Dos instrumentos del VLT para sondear la atmósfera del planeta
Estos trabajos se basan en los instrumentos de segunda generación GRAVITY y MATISSE, instalados en el Very Large Telescope (VLT, Chile). Estos dos instrumentos interferométricos, desarrollados por consorcios internacionales que incluyen varios laboratorios del CNRS, han permitido alcanzar una alta resolución espectral y una extensión al infrarrojo medio.
Este enfoque hace posible un análisis fino de líneas y bandas de absorción moleculares, así como un modelado detallado de las abundancias de moléculas atmosféricas y su comparación con las predichas por los modelos de formación planetaria.
Perspectivas inéditas para el estudio de las exoplanetas
Los resultados confirman que la relación carbono/oxígeno de Pictoris b limita fuertemente su escenario de formación entre diferentes hipótesis.
Se puede distinguir el colapso gravitacional, donde un planeta se forma por fragmentación y colapso de su disco primordial, o bien la acreción sobre núcleo planetario, donde un planeta se forma agregando trozos de roca y hielo cada vez más grandes, y luego gas procedente de su disco primordial.
Estas observaciones constituyen una primera demostración de las capacidades de MATISSE para observar exoplanetas. Próximamente, el cuarto catálogo de la misión europea Gaia, previsto para finales de 2026, debería revelar una gama de exoplanetas gigantes jóvenes que podrán ser caracterizadas por interferometría en el VLT.