El telescopio espacial James Webb observó directamente la presencia de dióxido de carbono en planetas que se encuentran fuera de nuestro sistema solar. Es la primera vez que científicos pueden detectar el gas en la atmósfera de un exoplaneta; por ello, es más asombroso que esta hazaña se diera no en uno, sino en cuatro exoplanetas, todos pertenecientes al sistema HR 8799, ubicado a 130 años luz de la Tierra.
Las observaciones del James Webb proporcionan evidencia sólida de que estos cuatro planetas gigantes del sistema HR 8799 se formaron de forma muy similar a Júpiter y Saturno, mediante la lenta formación de núcleos sólidos. Los hallazgos fueron publicados en la más reciente edición de la revista académica The Astronomical Journal.
“Al detectar estas fuertes formaciones de dióxido de carbono, hemos demostrado que existe una fracción considerable de elementos más pesados, como carbono, oxígeno y hierro, en las atmósferas de estos planetas”, afirmó en un comunicado William Balmer, astrofísico de la Universidad Johns Hopkins y autor principal del artículo.
Se trata de un instrumento robótico capaz de girar a cualquier parte del cielo en menos de 20 segundos, que puede rastrear el resplandor residual de la colisión o fusión de estrellas.
Aunque estos gigantes gaseosos no son capaces de albergar vida extraterrestre, la detección de CO2 ofrece pistas sobre el misterio de cómo se forman los planetas distantes. “Dado lo que sabemos sobre la estrella que orbitan, esto probablemente indica que se formaron por acreción del núcleo, lo cual, tratándose de planetas que podemos ver directamente, es una conclusión emocionante”, indicó Balmer, también el principal autor del artículo.
HR 8799 es un sistema que nació hace 30 millones de años, un joven en comparación a los 4,600 millones de años que ha existido nuestro sistema solar. Aún calientes debido a su violenta formación, los planetas de HR 8799 emiten grandes cantidades de luz infrarroja. Esto proporciona a los científicos datos valiosos sobre cómo se compara su formación con la de una estrella o una enana marrón.
“Nuestra esperanza con este tipo de investigación es comprender nuestro propio sistema solar, la vida y a nosotros mismos en comparación con otros sistemas exoplanetarios, para poder contextualizar nuestra existencia”, dijo Balmer. “Queremos tomar fotografías de otros sistemas solares y ver en qué se parecen o se diferencian del nuestro. A partir de ahí, podemos intentar comprender cuán extraño es realmente nuestro sistema solar, o cuán normal es”.
El dióxido de carbono es un ingrediente esencial para que haya existido la vida en la Tierra, lo que lo convierte en un objetivo clave en la búsqueda de vida en otros lugares del espacio exterior. Dado que el CO2 se condensa en pequeñas partículas de hielo en el frío profundo del espacio, su presencia puede arrojar luz sobre la formación planetaria.
Se cree que Júpiter y Saturno se formaron a partir de un proceso ascendente (dicho de otro modo, “de abajo hacia arriba”) en el que un montón de diminutas partículas heladas se unieron para formar un núcleo sólido, el cual luego absorbió gas para crecer hasta convertirse en los gigantes gaseosos que hoy conocemos.
“Tenemos otras líneas de evidencia que apuntan a la formación de estos cuatro planetas en HR 8799 mediante este enfoque ascendente”, dijo Laurent Pueyo, astrónomo del Instituto de Ciencia del Telescopio Espacial y coautor del trabajo. “¿Qué tan común es esto en planetas de período largo que podemos fotografiar directamente? Aún no lo sabemos, pero proponemos más observaciones a través del Webb, inspiradas en nuestros diagnósticos de dióxido de carbono, para responder a esta pregunta”.
Desbloqueando el potencial del James Webb
Al telescopio James Webb también hay que darle sus flores, ya que ha demostrado que es capaz de hacer más que inferir la composición atmosférica de exoplanetas a partir de mediciones de la luz estelar; de hecho, ha demostrado su capacidad de analizar directamente la composición química de atmósferas tan alejadas como estas.
Las firmas de calor de PDS 70 b y PDS 70 c, planetas en pleno crecimiento, aparecieron gracias a un novedoso método de observación del telescopio James Webb.
Normalmente, el telescopio Webb apenas puede detectar un exoplaneta al vislumbrarlo cuando cruza frente a su estrella anfitriona, esto debido a la gran distancia que nos separa. Pero en esta ocasión, la observación directa fue posible gracias a los coronógrafos del James Webb, instrumentos que bloquean la luz de las estrellas para revelar mundos que de otro modo estarían ocultos.
“Es como poner el pulgar delante del sol cuando miras al cielo”, dijo Balmer. Este ajuste, similar al de un eclipse solar, permitió al equipo buscar luz infrarroja en longitudes de onda que revelan gases específicos y otros detalles atmosféricos.
“Estos planetas gigantes tienen implicaciones muy importantes”, dijo Balmer. “Si estos enormes planetas actúan como bolas de bolos recorriendo nuestro sistema solar, pueden perturbar, proteger o, en cierto modo, hacer ambas cosas a planetas como el nuestro. Por lo tanto, comprender mejor su formación es crucial para comprender la formación, la supervivencia y la habitabilidad de planetas similares a la Tierra en el futuro”.
