En un gran salto, se encuentra una molécula de 'termómetro' en un exoplaneta

dottedhipp/iStock

Al suscribirte, aceptas nuestros Términos de uso y políticas. Puedes cancelar la suscripción en cualquier momento.

Un equipo de astrónomos ha descubierto una nueva herramienta para comprender mejor las complejas atmósferas de los exoplanetas, según un estudio reciente publicado en The Astrophysical Journal Letters.

Utilizando observaciones espectrales de alta resolución, confirmaron con éxito la presencia de hidruro de cromo (CrH) en la atmósfera del exoplaneta caliente de Júpiter conocido como WASP-31b.

El hidruro de cromo, una molécula que exhibe una notable sensibilidad a las variaciones de temperatura, se ha ganado su reputación como "termómetro para las estrellas", según la astrónoma coautora Laura Flagg, investigadora asociada en astronomía de la Facultad de Artes y Ciencias de la Universidad de Cornell. A NOSOTROS

"Las moléculas de hidruro de cromo son muy sensibles a la temperatura. A temperaturas más altas, solo se ve cromo. Y a temperaturas más bajas, se convierte en otras sustancias", explicó Flagg.

Esta molécula se vuelve abundante sólo dentro de un rango de temperatura específico de 1.200 a 2.000 grados Kelvin. Flagg ha aprovechado previamente el poder de los hidruros metálicos, incluido el hidruro de cromo, para medir la temperatura de estrellas frías y enanas marrones.

Investigaciones anteriores de baja resolución habían insinuado el potencial del hidruro de cromo como indicador de temperatura para los exoplanetas calientes de Júpiter. Sin embargo, este estudio reciente marca la primera detección definitiva de un hidruro metálico, específicamente hidruro de cromo, en la atmósfera de un exoplaneta en alta resolución.

Este logro se anuncia como un importante avance en nuestra comprensión de las condiciones atmosféricas de los planetas masivos más allá de nuestro sistema solar.

Si bien el descubrimiento no arroja nuevos conocimientos sobre el exoplaneta WASP-31b, establece un método novedoso para investigar cuerpos celestes similares.

WASP-31b, descubierto en 2011, orbita una estrella F5 con un período rápido de 3,4 días. El estudio no sólo confirmó la temperatura de equilibrio del planeta de 1.400 Kelvin, sino que también verificó que este rango de temperatura se alinea con las condiciones propicias para la presencia de hidruro de cromo.

En su investigación, Flagg emplea espectroscopía de alta resolución para examinar las atmósferas de exoplanetas. Al analizar la luz emitida cuando un planeta se sitúa al lado de su estrella versus cuando pasa por delante de ella, Flagg puede deducir la presencia de ciertos elementos en la atmósfera del planeta.

La técnica se basa en el hecho de que diferentes elementos absorben y transmiten luz en longitudes de onda específicas.

"Podemos obtener miles de líneas diferentes. Las combinamos usando varios métodos estadísticos, usando una plantilla (una idea aproximada de cómo se ve el espectro) y la comparamos con los datos y los emparejamos", dijo Flagg en un presione soltar.

"Si coincide bien, hay una señal. Probamos todas las plantillas diferentes y, en este caso, la plantilla de hidruro de cromo produjo una señal".

La escasez de hidruro de cromo, incluso en el rango de temperatura ideal, requiere el uso de instrumentos y telescopios sofisticados para su detección.

Los investigadores se basaron en espectros de alta resolución de observaciones realizadas en 2022 como parte del estudio de espectroscopía de exoplanetas con Géminis utilizando el espectrógrafo GRACES.

A medida que este descubrimiento allana el camino para mediciones de temperatura más precisas y conocimientos más profundos sobre las atmósferas de los exoplanetas, Flagg espera que otros investigadores también se inspiren para examinar sus datos en busca de hidruro de cromo y otros hidruros metálicos.

Al construir una muestra de mayor tamaño, los científicos podrían descubrir tendencias significativas en las atmósferas de planetas distantes, ampliando nuestra comprensión de la diversidad del universo.

El estudio completo se publicó en The Astrophysical Journal Letters el 16 de agosto y se puede encontrar aquí.

Resumen del estudio:

Los estudios de la atmósfera de exoplanetas a menudo se ven enriquecidos por sinergias con análogos de enanas marrones. Sin embargo, muchas moléculas clave que se ven comúnmente en las enanas marrones aún no se han confirmado en las atmósferas de los exoplanetas. Un ejemplo importante es el hidruro de cromo (CrH), que se utiliza a menudo para sondear las temperaturas atmosféricas y clasificar las enanas marrones en tipos espectrales. Recientemente, se informó evidencia tentativa de CrH en el espectro de transmisión de baja resolución del caliente Júpiter WASP-31b. Aquí presentamos observaciones de alta resolución espectral del espectro de transmisión de WASP-31b desde GRACES/Gemini North y UVES/Very Large Telescope. Detectamos CrH con una confianza de 5,6σ, lo que representa la primera detección de hidruro metálico en una atmósfera de exoplaneta con alta resolución espectral. Nuestros hallazgos constituyen un paso crítico para comprender el papel de los hidruros metálicos en las atmósferas de los exoplanetas.