El bario, elemento más pesado captado en la atmósfera de un exoplaneta

Astrónomos han descubierto el elemento más pesado jamás encontrado en la atmósfera de un exoplaneta, el bario, mediante el uso del Very Large Telescope (VLT) del Observatorio Europeo Austral (ESO).

Según publican en la revista 'Astronomy and Astrophysics', se sorprendieron al descubrir bario a gran altura en las atmósferas de los gigantes gaseosos ultra calientes WASP-76 b y WASP-121 b, dos exoplanetas, planetas que orbitan alrededor de estrellas fuera de nuestro Sistema Solar. Este inesperado descubrimiento plantea preguntas sobre cómo pueden ser estas exóticas atmósferas.

"Lo desconcertante y contraintuitivo es: ¿por qué hay un elemento tan pesado en las capas superiores de la atmósfera de estos planetas?", destaca en un comunicado Tomás Azevedo Silva, estudiante de doctorado de la Universidad de Oporto y del Instituto de Astrofísica y Ciencias del Espacio (IA) de Portugal, que ha dirigido el estudio.

WASP-76 b y WASP-121 b no son exoplanetas ordinarios. Ambos son conocidos como Júpiter ultracalientes, ya que su tamaño es comparable al de Júpiter y sus temperaturas superficiales superan los 1.000 °C. Esto se debe a su proximidad a sus estrellas anfitrionas, lo que también significa que una órbita alrededor de cada estrella dura sólo uno o dos días. Esto da a estos planetas características bastante exóticas; en WASP-76 b, por ejemplo, los astrónomos sospechan que llueve hierro.

Pero aun así, los científicos se sorprendieron al encontrar bario, que es 2,5 veces más pesado que el hierro, en las atmósferas superiores de WASP-76 b y WASP-121 b. "Dada la alta gravedad de los planetas, esperaríamos que elementos pesados como el bario cayeran rápidamente en las capas inferiores de la atmósfera", señala el coautor Olivier Demangeon, investigador también de la Universidad de Oporto y de IA.

"Este fue en cierto modo un descubrimiento 'accidental' --añade Azevedo Silva--. No esperábamos ni buscábamos el bario en particular y tuvimos que comprobar que realmente procedía del planeta, ya que nunca se había visto en ningún exoplaneta".

"El hecho de que se haya detectado bario en las atmósferas de estos dos Júpiter ultracalientes sugiere que esta categoría de planetas podría ser aún más extraña de lo que se pensaba. Aunque ocasionalmente vemos bario en nuestros propios cielos, como el color verde brillante en los fuegos artificiales, la pregunta para los científicos es qué proceso natural podría causar que este elemento pesado se encuentre a tan gran altura en estos exoplanetas. Por el momento, no estamos seguros de cuáles son los mecanismos", explica Demangeon.

En el estudio de las atmósferas de los exoplanetas los Júpiter ultra calientes son extremadamente útiles. Según explica Demangeon, "al ser gaseosos y calientes, sus atmósferas son muy extensas y, por tanto, más fáciles de observar y estudiar que las de los planetas más pequeños o fríos".

Determinar la composición de la atmósfera de un exoplaneta requiere un equipo muy especializado. El equipo utilizó el instrumento ESPRESSO del VLT de ESO, en Chile, para analizar la luz estelar filtrada a través de las atmósferas de WASP-76 b y WASP-121 b. Esto permitió detectar claramente varios elementos en ellas, entre ellos el bario.

Estos nuevos resultados demuestran que sólo hemos arañado la superficie de los misterios de los exoplanetas. Con futuros instrumentos como el Espectrógrafo Echelle de Alta Dispersión ArmazoNes (ANDES), que funcionará en el próximo Telescopio Extremadamente Grande (ELT) de ESO, los astrónomos podrán estudiar las atmósferas de los exoplanetas grandes y pequeños, incluidas las de los planetas rocosos similares a la Tierra, con mucha mayor profundidad y reunir más pistas sobre la naturaleza de estos extraños mundos.

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