Señales de Agua en Planetas Extrasolares

Utilizando el poderoso ojo del Telescopio Espacial Hubble de la NASA, dos equipos de científicos, financiados en parte por el Instituto de Astrobiología de la NASA, han descubierto débiles rastros de agua en la atmósfera de cinco planetas distantes.

La presencia de agua en la atmósfera se había informado anteriormente en un par de exoplanetas que orbitan estrellas fuera de nuestro sistema solar, pero este es el primer estudio para medir de manera concluyente y comparar los perfiles e intensidades de estas firmas en varios mundos.

Los cinco planetas WASP- 17b, HD 209458b, WASP- 12b, WASP- 19b y XO- 1b - orbitan estrellas cercanas. Los puntos fuertes de sus rastros de agua variaron . WASP- 17b, un planeta con una atmósfera especialmente "hinchada" y HD 209458b tenían las señales más fuertes . Los rastros de los otros tres planetas, WASP- 12b, WASP- 19b y XO- 1b, también son consistentes con el agua.

"Estamos muy confiados en que vemos un rastro de agua para múltiples planetas ", dijo Avi Mandell, un científico planetario del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt , Maryland, y autor principal de un artículo del Astrophysical Journal, publicado hoy, que describe los hallazgos de WASP- 12b, WASP- 17b y WASP- 19b . "Este trabajo abre realmente la puerta para la comparación de la cantidad de agua que está presente en las atmósferas de diferentes tipos de exoplanetas, por ejemplo más caliente versus más fríos."

Los estudios fueron parte de un censo de las atmósferas de exoplanetas dirigidos por L. Drake Deming, de la Universidad de Maryland en College Park. Ambos equipos utilizaron la Wide Field Camera 3 del Hubble para explorar los detalles de la absorción de la luz a través de las atmósferas de los planetas. Las observaciones se realizaron en una gama de longitudes de onda infrarrojas donde el rastro de agua, si está presente, deberían aparecer. Los equipos compararon las formas e intensidades de los perfiles de absorción , y la consistencia de los rastros les dio la confianza que veían agua. Las observaciones demuestran el desempeño ejemplar del Hubble en la investigación de exoplanetas.

"Detectar realmente la atmósfera de un exoplaneta es extraordinariamente difícil. Pero hemos sido capaces de sacar una señal muy clara, y es el agua", dijo Deming, cuyo equipo informó resultados para HD 209458b y XO- 1b en un documento el 10 de septiembre en la misma revista. El equipo de Deming utilizó una nueva técnica con tiempos de exposición más largos, lo que aumentó la sensibilidad de sus mediciones.

Todas las señales de agua eran menos pronunciadas de lo esperado, y los científicos sospechan que esto se debe a que una capa de niebla o polvo, mantas en cada uno de los cinco planetas. Esta niebla puede reducir la intensidad de todas las señales de la atmósfera, de la misma forma que puede hacer que los colores en una fotografía aparezcan silenciados. Al mismo tiempo, la neblina altera los perfiles de las señales de agua y otras moléculas importantes en una manera distintiva.

Los cinco planetas son Júpiter calientes, mundos masivos que orbitan cerca de sus estrellas madre. Los investigadores se sorprendieron inicialmente que los cinco parecían ser brumosos. Pero Deming y Mandell señalaron que otros investigadores han encontrado pruebas de neblina alrededor exoplanetas.

"Estos estudios, junto con otras observaciones del Hubble, nos están mostrando que hay un número sorprendentemente grande de los sistemas para los que la señal de agua es atenuada o ausente por completo", dijo Heather Knutson, del Instituto de Tecnología de California, uno de los autores en el paper de Deming. "Esto sugiere que los ambientes nublados o brumosos pueden de hecho ser bastante común para los Júpiter calientes".

El alto rendimiento de la cámara del campo ancho de Hubble 3 es uno de los pocos capaces de mirar las atmósferas de exoplanetas a muchos billones de kilómetros de distancia. Estos estudios excepcionalmente difíciles, se pueden hacer sólo si los planetas son avistados mientras pasan frente a sus estrellas. Los investigadores pueden identificar los gases en la atmósfera de un planeta mediante la determinación de las longitudes de onda de la luz de la estrella que pasan o son absorbidas parcialmente.