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El Webb detectó primera evidencia de dióxido de carbono en la atmósfera de un exoplaneta

El Telescopio Espacial James Webb captó la primera evidencia clara de dióxido de carbono (CO2) en la atmósfera de un planeta fuera de nuestro Sistema Solar.

El observatorio de NASA logró un nuevo hito, detectar dióxido de carbono en la atmósfera de un exoplaneta, en este caso, de WASP-39b, ubicado a unos 700 años luz de la Tierra.

La observación de este gigante gaseoso que orbita una estrella parecida a nuestro Sol proporciona información importante respecto a su composición y formación.

El hallazgo, aceptado para su publicación en Nature Astronomy, ofrece pruebas de que en el futuro Webb podría ser capaz de detectar y medir el dióxido de carbono en la delgada atmósfera de planetas rocosos más pequeños.

El exoplaneta WASP-39b es un gigante gaseoso caliente con una masa cercana a la cuarta parte de la de Júpiter (parecida a la de Saturno) y un diámetro de 1,3 veces a la de Júpiter.

La hinchazón extrema se debe a su alta temperatura que alcanza los 900° C (1.600 grados Fahrenheit).

A diferencia de gigantes gaseoso más fríos y compactos en nuestro Sistema Solar, WASP-39b orbita muy cerca de su estrella -apenas una octava parte de la distancia entre nuestro Sol y Mercurio- y completa una órbita en un poco más de cuatro días terrestres.

El descubrimiento de este planeta, reportado en 2011, se hizo en base a detecciones terrestres de la atenuación sutil y periódica de la luz de su estrella anfitriona cuando el planeta transita, o pasa, por delante de la estrella.

Una serie de curvas de luz del espectrógrafo del infrarrojo cercano (NIRSpec, por sus siglas en inglés) de Webb muestra el cambio en el brillo de tres longitudes de onda (colores) diferentes de la luz del sistema estelar WASP-39 a lo largo del tiempo a medida que el planeta transitaba por la estrella el 10 de julio de 2022. Crédito: Ilustración: NASA, ESA, CSA y L. Hustak (STScI); datos científicos: Equipo de Primeras Observaciones Científicas de la Comunidad de Exoplanetas en Tránsito de JWST

Primera detección clara de CO2

El equipo de investigadores del Webb utilizó el espectrógrafo del infrarrojo cercano (NIRSpec) para sus observaciones de WASP-39 b.

En el espectro resultante de la atmósfera del exoplaneta, una pequeña cuesta de entre 4,1 y 4,6 micras se presenta la primera evidencia clara y detallada de CO2 detectado en un mundo fuera de nuestro Sistema Solar.

“Tan pronto como los datos aparecieron en mi pantalla, la enorme característica del dióxido de carbono me atrapó

dijo Zafar Rustamkulov, estudiante de postgrado de Johns Hopkins y miembro del equipo de Primeras Observaciones Científicas de la Comunidad de Exoplanetas en Tránsito de JWST que llevó a cabo esta investigación.

“Fue un momento especial: cruzamos un umbral importante en la ciencia exoplanetaria

continuó Rustamkulov.

Ningún observatorio ha medido nunca antes diferencias tan sutiles en el brillo de tantos colores individuales en el rango de 3 a 5,5 micras en el espectro de transmisión de un exoplaneta.

El acceso a esta parte del espectro es crucial para medir la abundancia de gases como agua y metano, así como dióxido de carbono, que se cree que existen en muchos tipos diferentes de exoplanetas.

Detectar una señal tan clara de dióxido de carbono en WASP-39 b es un buen augurio para la detección de atmósferas en planetas más pequeños y de tamaño terrestre

señaló Natalie Batalha, de la Universidad de California en Santa Cruz, quien dirige el equipo.

Comprender la composición de la atmósfera de un planeta es importante porque nos dice algo sobre el origen del planeta y cómo evolucionó.

“Las moléculas de dióxido de carbono son indicadores sensibles de la historia de la formación de los planetas

agregó Mike Line de la Universidad Estatal de Arizona, otro miembro de este equipo de investigación.

“Al medir esta característica de dióxido de carbono, podemos determinar cuánto material sólido en comparación con el material gaseoso se utilizó para formar este planeta gigante gaseoso. En la próxima década, JWST hará este tipo de medición para una variedad de planetas, proporcionando información sobre los detalles de cómo se forman los planetas y la singularidad de nuestro propio sistema solar

afirmó Line
El espectro de transmisión del exoplaneta gigante de gas caliente WASP-39 b, captado por el espectrógrafo del infrarrojo cercano (NIRSpec) de Webb el 10 de julio de 2022, revela la primera evidencia clara de dióxido de carbono en un planeta fuera del sistema solar. Este es también el primer espectro de transmisión detallado de un exoplaneta que haya sido captado y cubre longitudes de onda entre 3 y 5,5 micras. Crédito: Ilustración: NASA, ESA, CSA y L. Hustak (STScI); datos científicos: Equipo de Primeras Observaciones Científicas de la Comunidad de Exoplanetas en Tránsito de JWST

Primeras observaciones científicas

Esta observación del prisma de WASP-39 b captada por NIRSpec es solo una parte de una investigación más amplia que incluye observaciones del planeta utilizando diferentes instrumentos del telescopio Webb, así como observaciones de otros dos planetas en tránsito.

La investigación, que es parte del programa de ERS, fue diseñada para proporcionar a la comunidad de investigadores de exoplanetas datos sólidos de Webb lo antes posible.

“El objetivo es analizar rápidamente las primeras observaciones científicas y desarrollar herramientas de código abierto para que sean empleadas por la comunidad científica. Esto permite contribuciones de todas partes del mundo y asegura que se obtendrá la mejor investigación científica posible de las próximas décadas de observaciones”.

explicó Vivien Parmentier, coinvestigadora de la Universidad de Oxford

«Los principios rectores de la ciencia abierta de la NASA se centran en nuestro trabajo con las ‘Primeras Observaciones Científicas’, apoyando un proceso científico inclusivo, transparente y colaborativo«.

finalizó Natasha Batalha, coautora del artículo desde Centro de Investigación Ames de la NASA

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