Telescopio James Webb detectó remolinos de nubes de arena en planeta lejano

Observaciones con el telescopio espacial James Webb de la NASA/ESA/CSA han permitido identificar características de nubes de silicato en la atmósfera de un planeta distante.

La atmósfera está en constante ascenso, mezclándose y moviéndose durante su día de 22 horas, atrayendo material más caliente hacia arriba y empujando material más frío hacia abajo. Los cambios de brillo resultantes son tan dramáticos que es el objeto de masa planetaria más variable conocido hasta la fecha.

El equipo, dirigido por Brittany Miles de la Universidad de Arizona, también realizó detecciones extraordinariamente claras de agua, metano y monóxido de carbono con los datos de Webb, y encontró evidencia de dióxido de carbono. Este es el mayor número de moléculas jamás identificadas todas a la vez en un planeta fuera de nuestro sistema solar.

Catalogado como VHS 1256 b, el planeta está a unos 40 años luz de distancia y orbita no una, sino dos estrellas durante un período de 10.000 años. "VHS 1256 b está aproximadamente cuatro veces más lejos de sus estrellas que Plutón de nuestro sol, lo que lo convierte en un gran objetivo para Webb", dijo Miles en un comunicado. "Eso significa que la luz del planeta no se mezcla con la luz de sus estrellas".

Más arriba en su atmósfera, donde las nubes de silicato se agitan, las temperaturas alcanzan los abrasadores 815 grados Celsius.

Dentro de esas nubes, Webb detectó granos de polvo de silicato tanto más grandes como más pequeños, que se muestran en un espectro. "Los granos de silicato más finos en su atmósfera pueden parecerse más a partículas diminutas en el humo", señaló la coautora Beth Biller de la Universidad de Edimburgo. "Los granos más grandes podrían parecerse más a partículas de arena muy calientes y muy pequeñas".

VHS 1256 b tiene baja gravedad en comparación con las enanas marrones más masivas, lo que significa que sus nubes de silicato pueden aparecer y permanecer más altas en su atmósfera, donde Webb puede detectarlas. Otra razón por la que sus cielos son tan turbulentos es la edad del planeta. En términos astronómicos, es bastante joven. Solo han pasado 150 millones de años desde que se formó, y seguirá cambiando y enfriándose durante miles de millones de años.

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En muchos sentidos, el equipo considera que estos hallazgos son las primeras "monedas" extraídas de un espectro que los investigadores ven como un cofre del tesoro de datos. En muchos sentidos, solo han comenzado a identificar su contenido.

"Hemos identificado silicatos, pero comprender mejor qué tamaños de grano y formas coinciden con tipos específicos de nubes requerirá mucho trabajo adicional", dijo Miles.

Aunque todas las características que observó el equipo han sido detectadas en otros planetas en otras partes de la Vía Láctea por otros telescopios, otros equipos de investigación generalmente identificaron solo una a la vez. "Ningún otro telescopio ha identificado tantas características a la vez para un solo objetivo", dijo el coautor Andrew Skemer de la Universidad de California en Santa Cruz. "Estamos viendo muchas moléculas en un solo espectro de Webb que detallan los sistemas dinámicos de nubes y clima del planeta".

El equipo llegó a estas conclusiones analizando datos conocidos como espectros recopilados por dos instrumentos a bordo de Webb, el espectrógrafo de infrarrojo cercano (NIRSpec) y el instrumento de infrarrojo medio (MIRI). Dado que el planeta orbita a una distancia tan grande de sus estrellas, los investigadores pudieron observarlo directamente, en lugar de usar la técnica de tránsito o un coronógrafo para tomar estos datos.

Habrá mucho más que aprender sobre VHS 1256 b en los próximos meses y años a medida que este equipo, y otros, continúen analizando los datos infrarrojos de alta resolución de Webb. "Hay un gran rendimiento en una cantidad muy modesta de tiempo de telescopio", agregó Biller. "Con solo unas pocas horas de observaciones, tenemos lo que parece un potencial interminable para descubrimientos adicionales".

Dado que está tan lejos de sus estrellas, se volverá más frío con el tiempo y sus cielos pueden pasar de nublados a despejados.

Los investigadores observaron VHS 1256 b como parte del programa Early Release Science de Webb, que está diseñado para ayudar a transformar la capacidad de la comunidad astronómica para caracterizar los planetas y los discos donde se forman.

El artículo se publicará en The Astrophysical Journal Letters y se encuentra actualmente publicado en el servidor de preimpresión arXiv.