Un equipo internacional ha observado enormes nubes de helio escapándose del exoplaneta WASP-107b. Obtenidas con el telescopio espacial James Webb, estas observaciones han podido ser modelizadas gracias a herramientas desarrolladas en la UNIGE. Su análisis, publicado en la revista
Nature Astronomy, proporciona pistas valiosas para comprender este fenómeno de escape atmosférico, que influye en la evolución de los exoplanetas y moldea algunas de sus características.
A veces, la atmósfera de un planeta se escapa al espacio. Es el caso de la Tierra, que pierde cada segundo, y de manera irremediable, un poco más de 3 kg de materia (principalmente hidrógeno). Este proceso, llamado "escape atmosférico", interesa especialmente a los astrónomos para el estudio de exoplanetas situados muy cerca de su estrella. Calentadas a temperaturas extremas, están precisamente sometidas a este fenómeno, que juega un papel importante en su evolución.
Representación artística de WASP-107b. Su baja densidad y la radiación intensa de su estrella permiten que el helio escape del planeta.
© University of Geneva/NCCR PlanetS/Thibaut Roger Se trata de pistas valiosas para reconstruir la historia de la formación y migración de WASP-107b.
Gracias al telescopio James Webb, un equipo internacional - que reúne especialmente a científicos de la UNIGE, así como de las universidades McGill, de Chicago y de Montreal - ha podido observar inmensos flujos de gas helio escapándose del planeta WASP-107b. Este exoplaneta está situado a más de 210 años luz de nuestro sistema solar. Es la primera vez que este elemento químico se identifica con el JWST en un exoplaneta, lo que permite una descripción detallada del fenómeno.
Un planeta "algodón de azúcar"
Descubierto en 2017, WASP-107b se encuentra siete veces más cerca de su estrella que Mercurio, el planeta más cercano a nuestro Sol. Su densidad es muy baja porque tiene el tamaño de Júpiter pero solo posee una décima parte de su masa. A veces se apoda a estos planetas "planetas algodón de azúcar", ya que su baja densidad recuerda a la de este dulce.
El vasto flujo de helio se detectó en la continuidad de su atmósfera, llamada la "exosfera". Esta nube bloquea parcialmente la luz de la estrella incluso antes de que el planeta pase delante de esta última. "Nuestros modelos de escape atmosférico confirman la presencia de flujos de helio, en la parte delantera y trasera del planeta, que se extienden en la dirección del movimiento orbital a casi diez veces el radio del planeta", explica Yann Carteret, doctorando en el Departamento de Astronomía de la Facultad de Ciencias de la UNIGE y coautor del estudio.
Pistas valiosas
Además del helio, los astrónomos pudieron confirmar la presencia de agua y trazas de mezclas químicas (monóxido de carbono, dióxido de carbono, amoníaco, entre otros) en la atmósfera del planeta, mientras notaban la ausencia de metano, que el JWST es capaz de detectar. Se trata de pistas valiosas para reconstruir la historia de la formación y migración de WASP-107b: el planeta se formó lejos de su órbita actual, luego se acercó a su estrella, lo que explicaría su atmósfera hinchada y su pérdida de gas.
Este estudio constituye una referencia para comprender mejor la evolución y la dinámica de estos mundos lejanos. "Observar y modelizar el escape atmosférico es un campo de investigación importante en el Departamento de Astronomía de la UNIGE, ya que sería responsable de algunas características observadas en la población de exoplanetas", precisa Vincent Bourrier, maestro de enseñanza e investigación en el Departamento de Astronomía de la Facultad de Ciencias de la UNIGE y coautor del estudio.
"En la Tierra, el escape atmosférico es demasiado débil para influir drásticamente en nuestro planeta. Pero sería responsable de la ausencia de agua en nuestra vecina cercana, Venus. Por lo tanto, es primordial comprender bien los mecanismos en juego en este fenómeno, que podría erosionar la atmósfera de algunos exoplanetas rocosos", concluye.
Fuente: Université de Genève