Detectan la primera gloria en un exoplaneta, un anillo de colores en una atmósfera muy lejana
El satélite de caracterización de exoplanetas de la ESA, Cheops, ha detectado la que podría ser la primera gloria extrasolar, un gigantesco anillo de coloridas luces concéntricas en la atmósfera del planeta gigante gaseoso ultracaliente WASP-76b, a 637 años luz de distancia de la Tierra.
Los datos de Cheops, junto con los de otras misiones de la ESA y la NASA, sugieren que este curioso fenómeno —parecido a un arcoíris circular— está irradiando directamente hacia la Tierra y se produce cuando la luz se refleja en nubes formadas por una sustancia uniforme y desconocida.
"Hay una razón por la que nunca antes se había visto una gloria fuera de nuestro Sistema Solar: requiere condiciones muy peculiares", explica Olivier Demangeon, astrónomo del Instituto de Astrofísica y Ciencias Espaciales de Portugal y autor principal del estudio en el que se anuncia el descubrimiento, publicado este viernes en la revista Astronomy & Astrophysics. "En primer lugar, se necesitan partículas atmosféricas que sean casi perfectamente esféricas, completamente uniformes y lo suficientemente estables como para poder observarlas durante mucho tiempo. La estrella cercana al planeta necesita brillar directamente hacia él, con el observador –en este caso Keops– en la orientación correcta".
Gotas persistentes y esféricas
La confirmación del efecto gloria supondría la presencia de nubes formadas por gotas de agua perfectamente esféricas, que han durado al menos tres años o se están reponiendo constantemente. Para que tales nubes persistan, la temperatura de la atmósfera también tendría que ser estable en el tiempo: una visión fascinante y detallada de lo que podría estar sucediendo en WASP-76b.
Hay una razón por la que nunca antes se había visto una gloria fuera de nuestro Sistema Solar: requiere condiciones muy peculiares
"Es la primera vez que se detecta un cambio tan brusco en el brillo de un exoplaneta, su curva de fase", añade Demangeon. "Este descubrimiento nos lleva a la hipótesis de que este brillo inesperado podría ser causado por una reflexión fuerte, localizada y anisotrópica (dependiente de la dirección): el efecto gloria".
Si bien el efecto de gloria crea patrones parecidos a un arcoíris, no son exactamente iguales. Las glorias se forman cuando la luz pasa entre una abertura estrecha, por ejemplo entre gotas de agua en las nubes o en la niebla. La trayectoria de la luz también se desvía (en este caso se difracta), creando en la mayoría de los casos anillos concéntricos de color, con interferencia entre las ondas de luz creando patrones de anillos brillantes y oscuros.
Lo más relevante, según los autores, es que ser capaces de detectar estos fenómenos tan lejanos enseñará a los científicos e ingenieros a estudiar otros fenómenos críticos, pero difíciles de ver, como la luz del sol reflejada en lagos y océanos líquidos, un requisito para la habitabilidad.
Un planeta lejano e infernal
Las glorias son un fenómeno óptico que se puede ver a menudo en la Tierra, sobre todo en lugares elevados o desde la ventanilla del avión (pues se necesita que el sol esté justo detrás del observador) y sólo se ha encontrado una vez en otro planeta, en nuestro vecino Venus. Si se confirma, afirman los investigadores, esta primera gloria extrasolar revelará más sobre la naturaleza de este desconcertante exoplaneta, que, según los datos de Cheops, se mueve entre el calor y la luz insoportables de la cara iluminada por su estrella y la noche interminable de su lado oscuro. Y dejará valiosos datos sobre las atmósferas de estos mundos extraños y distantes.
"Lo que es importante tener en cuenta es la increíble escala de lo que estamos presenciando", explica Matthew Standing, investigador de la ESA que estudia exoplanetas, en una nota de la agencia espacial. "WASP-76b está a varios cientos de años luz de distancia: un planeta gigante gaseoso intensamente caliente donde probablemente llueve hierro fundido. A pesar del caos, parece que hemos detectado signos potenciales de gloria. Es una señal increíblemente débil".
WASP-76b es un planeta ultracaliente parecido a Júpiter, con el doble de tamaño pero un 10% menos masivo. Al orbitar estrechamente a su estrella anfitriona doce veces más cerca de lo que hace Mercurio alrededor de nuestro Sol, el exoplaneta está "hinchado" por una intensa radiación.
WASP-76b es un planeta gigante gaseoso intensamente caliente donde probablemente llueve hierro fundido
Desde su descubrimiento en 2013, el exoplaneta ha sido objeto de un intenso escrutinio y ha surgido una imagen extrañamente infernal. Un lado del planeta siempre mira hacia el Sol y alcanza temperaturas de 2.400 grados Celsius. Esto significa que muchos elementos que formarían rocas en la Tierra aquí se derriten y se evaporan, solo para condensarse en el lado nocturno ligeramente más frío, creando nubes de hierro que gotean lluvia de hierro fundido.
Una herramienta para ver las nubes
Antonio García Muñoz, investigador de la Comisión Francesa de Energías Alternativas y Energía Atómica (CEA) y uno de los descubridores de la primera gloria en Venus, cree que el hallazgo es interesante por lo que puede decirnos de las atmósferas de los planetas fuera del Sistema Solar. "En el campo de exoplanetas no tenemos muchas técnicas para avanzar el conocimiento de las nubes, de forma que la detección de glorias sería muy útil", asegura.
Si las partículas de nube tienen que ser esféricas, recuerda García Muñoz, eso solo puede suceder cuando la fase condensada es líquida. "Identificar una sustancia que permanezca en la zona superior de las nubes del planeta (que posiblemente esté a más de 2,000K) en estado líquido dará credibilidad al hallazgo y servirá de hipótesis razonable para el origen de la gloria", afirma. "Y de forma inversa, la detección de una gloria puede ayudar a constreñir estas propiedades de las nubes".
"Si se confirmara en el futuro la observación de esta gloria, podría significar la presencia de nubes formadas por gotas de agua perfectamente esféricas", añade Jorge Pla-García, investigador en atmósferas planetarias del Centro de Astrobiología (CAB-CSIC-INTA). "Sin embargo, creo que es prudente tener cautela al respecto, ya que la débil señal reportada, si bien es compatible con la presencia de una gloria, requiere más observaciones para su confirmación, como por ejemplo las que podrían realizar los telescopios James Webb (NASA/ESA) o Ariel (ESA) en el futuro".
Por otro lado, con el avance de la tecnología y las capacidades de observación a medio y largo plazo, Pla-García está convencido de que "en el futuro seremos testigos privilegiados de la detección, no solo de glorias, sino de otros muchos fenómenos meteorológicos en exoplanetas, dada la abrumadora variedad de composiciones y densidades de sus atmósferas".