Resultados científicos desafían modelos actuales sobre la atmósfera de exoplaneta tipo Neptuno
Un equipo del Instituto de Astrofísica de Andalucía de España (IAA-CSIC) logró caracterizar con el mayor nivel de detalle la composición atmosférica del exoplaneta GJ 436 b, un mundo de tipo Neptuno que orbita muy cerca de una enana roja.
El hallazgo permitió determinar con precisión la altitud de sus nubes y la metalicidad de su atmósfera, dos factores clave para entender por qué no se detectan moléculas esperadas como el vapor de agua o el metano.
GJ 436 b se encuentra tan próximo a su estrella que su atmósfera sufre una intensa erosión. Parte de los gases escapa al espacio y forma una extensa cola atmosférica que acompaña al planeta durante su órbita. Esta característica despertó un fuerte interés científico por la oportunidad de estudiar su estructura interna y química.
Los modelos teóricos anticiparon la presencia de vapor de agua y metano. Sin embargo, las observaciones anteriores no lograron confirmar estas señales. Para resolver esta incógnita, un nuevo estudio liderado por el IAA-CSIC utilizó observaciones de alta resolución con los espectrógrafos Carmenes y Crires.
El trabajo se desarrolló en el marco de la tesis doctoral del investigador Alberto Peláez Torres y contó con la colaboración del consorcio Carmenes. Gracias a esta metodología, el equipo obtuvo los valores más precisos hasta ahora de la presión de las nubes y de la metalicidad en la atmósfera del exoplaneta.
Los resultados indicaron que las nubes se sitúan cerca del nivel del milibar, una región muy alta de la atmósfera. Además, la metalicidad alcanzó unas 900 veces la solar, un dato que refuerza la complejidad química de este tipo de planetas.
El análisis también mostró que la precisión alcanzada para medir la altitud de las nubes llegó a su límite actual. Incluso al combinar datos de varias noches de observación, las mediciones no mejoraron. Esta situación sugiere que las propias nubes bloquean o atenúan las señales de absorción del agua, lo que dificulta su detección directa.
La ausencia de moléculas detectables, como el vapor de agua y el metano, podría explicarse por la presencia de una capa de nubes muy alta o por una atmósfera demasiado compacta. Ambas condiciones reducen la intensidad de las señales moleculares que captan los instrumentos.
Determinar la altitud de las nubes y la metalicidad atmosférica resulta esencial para comprender las limitaciones de la instrumentación actual. Al mismo tiempo, estos datos aportan información clave para el estudio de planetas tipo Neptuno y sub-Neptuno, los más abundantes del universo.
La investigación representó un avance significativo en la caracterización de atmósferas de exoplanetas pequeños. La combinación de observaciones de alta resolución permitió superar barreras presentes en estudios previos y estableció un marco más sólido para futuras investigaciones.
Todo el trabajo se realizó en el Instituto de Astrofísica de Andalucía, donde se desarrollaron el análisis de datos, los modelos atmosféricos y la interpretación de los resultados. El estudio también se integró al consorcio del espectrógrafo Carmenes, ubicado en el Observatorio de Calar Alto y gestionado científicamente por el IAA-CSIC.
Contar con una atmósfera resulta fundamental para comprender la naturaleza y evolución de un planeta, aunque no implica que pueda albergar vida. El análisis de su composición permite reconstruir los procesos físicos y químicos que moldearon estos mundos desde su formación.
En este caso, el equipo analizó un planeta extremadamente caliente, con temperaturas cercanas a los 700 grados, y situado muy cerca de su estrella. Estas condiciones lo vuelven inhabitable, pero especialmente útiles para poner a prueba los modelos actuales de evolución planetaria.
El avance de la instrumentación astronómica y de las técnicas de análisis abrió la posibilidad de caracterizar atmósferas con un nivel de detalle sin precedentes. Estos estudios buscan explicar la formación y evolución de planetas relativamente pequeños, como los Neptunos y sub-Neptunos, que hasta ahora resultaron difíciles de analizar.
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