Un telescopio en Chile mide la atmósfera de un planeta a 340 años luz

El telescopio del Observatorio Gemini en Chile ha sido el primero en medir directamente la cantidad de agua y monóxido de carbono en la atmósfera de un planeta en otro sistema solar a 340 años luz.

El equipo científico tgras el hallazgo está dirigido por el profesor asistente Michael Line de la Escuela de Exploración de la Tierra y el Espacio de la Universidad Estatal de Arizona, y los resultados se han publicado en la revista Nature.

Hay miles de planetas conocidos fuera de nuestro propio sistema solar (llamados exoplanetas). Los científicos usan telescopios espaciales y telescopios terrestres para examinar cómo se forman estos exoplanetas y en qué se diferencian de los planetas de nuestro propio sistema solar.

Para este estudio, Line y su equipo se centraron en el planeta "WASP-77Ab", un tipo de exoplaneta llamado "Júpiter caliente" porque son como el Júpiter de nuestro sistema solar, pero con una temperatura superior a los 1.100 grados Celsius.

Luego se enfocaron en medir la composición de su atmósfera para determinar qué elementos están presentes, en comparación con la estrella que orbita.

"Debido a sus tamaños y temperaturas, los Júpiter calientes son excelentes laboratorios para medir gases atmosféricos y probar nuestras teorías de formación de planetas", dijo Line en un comunicado.

Si bien todavía no podemos enviar naves espaciales a planetas más allá de nuestro sistema solar, los científicos pueden estudiar la luz de los exoplanetas con telescopios. Los telescopios que utilizan para observar esta luz pueden estar en el espacio, como el telescopio espacial Hubble, o desde el suelo, como los telescopios del Observatorio Gemini.

Line y su equipo habían estado muy involucrados en la medición de la composición atmosférica de exoplanetas utilizando el Hubble, pero obtener estas mediciones fue un desafío. No solo existe una fuerte competencia por el tiempo del telescopio, los instrumentos de Hubble solo miden agua (u oxígeno) y el equipo también necesitaba recopilar mediciones de monóxido de carbono (o carbono).

Aquí es donde el equipo se dirigió al telescopio Gemini South. "Necesitábamos probar algo diferente para abordar nuestras preguntas", dijo Line. "Y nuestro análisis de las capacidades de Gemini South indicó que podríamos obtener mediciones atmosféricas ultraprecisas".

Gemini South es un telescopio de 8,1 metros de diámetro ubicado en una montaña en los Andes chilenos llamada Cerro Pachón, donde el aire muy seco y una capa de nubes insignificante lo convierten en una ubicación privilegiada para el telescopio. Es operado por NOIRLab (Laboratorio Nacional de Investigación de Astronomía Óptica-Infrarroja) de la National Science Foundation.

Usando el telescopio Gemini South, con un instrumento llamado Espectrómetro Infrarrojo de Rejilla de Inmersión (IGRINS), el equipo observó el brillo térmico del exoplaneta mientras orbitaba su estrella anfitriona. A partir de este instrumento, recopilaron información sobre la presencia y cantidades relativas de diferentes gases en su atmósfera.

Al igual que los satélites meteorológicos y climáticos que se utilizan para medir la cantidad de vapor de agua y dióxido de carbono en la atmósfera de la Tierra, los científicos pueden utilizar espectrómetros y telescopios, como IGRINS en Gemini South, para medir las cantidades de diferentes gases en otros planetas.

"Tratar de averiguar la composición de las atmósferas planetarias es como intentar resolver un crimen con huellas dactilares", dijo Line. "Una huella dactilar manchada en realidad no la reduce demasiado, pero una huella dactilar limpia y muy agradable proporciona un identificador único de quién cometió el delito".

Mientras que el telescopio espacial Hubble proporcionó al equipo tal vez una o dos huellas dactilares borrosas, IGRINS en Gemini South proporcionó al equipo un conjunto completo de huellas dactilares perfectamente claras.

Y con mediciones claras de agua y monóxido de carbono en la atmósfera de WASP-77Ab, el equipo pudo estimar las cantidades relativas de oxígeno y carbono en la atmósfera del exoplaneta.

"Estas cantidades estuvieron en línea con nuestras expectativas y son aproximadamente las mismas que las de la estrella anfitriona", dijo Line.

Obtener abundancias de gas ultraprecisas en atmósferas de exoplanetas no solo es un logro técnico importante, especialmente con un telescopio terrestre, sino que también puede ayudar a los científicos a buscar vida en otros planetas.

"Este trabajo representa una demostración pionera de cómo mediremos en última instancia los gases de firma biológica como el oxígeno y el metano en mundos potencialmente habitables en un futuro no muy lejano", dijo Line.

Lo que Line y el equipo esperan hacer a continuación es repetir este análisis para muchos más planetas y construir una "muestra" de mediciones atmosféricas en al menos 15 planetas más.

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