El telescopio espacial James Webb acaba de lograr una hazaña sin precedentes al cartografiar por primera vez la atmósfera de un planeta distante en tres dimensiones. Este avance abre una nueva ventana hacia la comprensión de los mundos extraterrestres.
Gracias a una técnica llamada cartografía por eclipse espectroscópico, los astrónomos pudieron reconstruir la estructura térmica de WASP-18b, un gigante gaseoso situado a 400 años luz de la Tierra. Este planeta, calificado como 'Júpiter ultra-caliente', presenta temperaturas que rondan los 2.760 grados Celsius.
El estudio publicado en
Nature Astronomy revela cómo las variaciones ínfimas del brillo estelar, cuando el planeta pasa detrás de su estrella, permiten determinar las temperaturas a diferentes altitudes y posiciones geográficas.
Representación artística de WASP-18b mostrando las regiones donde el vapor de agua se disocia bajo el efecto del calor extremo.
Crédito: NASA/GSFC El análisis multi-longitud de onda realizado con el instrumento NIRISS del telescopio Webb permitió distinguir varias capas atmosféricas. Cada longitud de onda sondea una altitud específica, desde las capas superiores ricas en vapor de agua hasta las regiones más profundas donde esta molécula está ausente. Este enfoque puso en evidencia un punto caliente central rodeado por un anillo más fresco, confirmando los modelos teóricos sobre la distribución térmica de las atmósferas planetarias.
La cartografía 3D reveló un fenómeno notable: la disociación del vapor de agua en las zonas más calientes. Mientras que las regiones periféricas conservan sus moléculas de agua intactas, el punto central sufre una temperatura tan elevada que los enlaces químicos se rompen. Esta observación directa valida por primera vez las predicciones teóricas sobre el comportamiento del agua en condiciones extremas.
Este método abre perspectivas emocionantes para el estudio de otros exoplanetas. Los investigadores contemplan aplicar esta técnica a cientos de 'Júpiteres calientes' ya identificados, y quizás algún día a planetas rocosos similares a la Tierra. La precisión de los mapas podría mejorar aún más con nuevas observaciones, ofreciendo una comprensión cada vez más fina de los climas extraterrestres.
El fenómeno de acoplamiento de marea
El acoplamiento de marea ocurre cuando un planeta presenta siempre la misma cara a su estrella, como es el caso de WASP-18b. Esta sincronización rotación-revolución resulta de las fuerzas gravitacionales que frenan progresivamente la rotación planetaria.
En estos mundos acoplados, el hemisferio diurno sufre una insolación permanente mientras que el hemisferio nocturno permanece en la oscuridad eterna. Esta configuración crea contrastes térmicos extremos que influyen profundamente en la circulación atmosférica y la química del planeta.
La cara iluminada de WASP-18b alcanza temperaturas tales que las rocas podrían fundirse, mientras que la cara oscura permanece mucho más fría. Estas diferencias térmicas generan vientos violentos que redistribuyen el calor alrededor del planeta, modificando constantemente su estructura atmosférica.
Este fenómeno no es raro en el Universo: nuestra Luna está acoplada por marea con la Tierra, al igual que muchos exoplanetas cercanos a su estrella. Comprender estos mecanismos ayuda a los astrónomos a interpretar las observaciones de los mundos distantes.
Fuente: Nature Astronomy