Descubren un exoplaneta en el que llueve hierro

Concepción artística del exoplaneta WASP-76b. Crédito: ESO/M. Kornmesser.

Utilizando el Very Large Telescope (VLT) de ESO, un equipo de investigadores ha observado un planeta extremo donde sospechan que llueve hierro. El exoplaneta gigante ultracaliente tiene un lado diurno donde se superan los 2400 grados Celsius, una temperatura lo suficientemente alta como para vaporizar metales. Los fuertes vientos llevan el vapor de hierro al lado nocturno, más frío, donde se condensa en forma de gotas de hierro.

Se podría decir que este planeta se vuelve lluvioso por la noche, excepto por el hecho de que llueve hierro”, afirma David Ehrenreich, profesor de la Universidad de Ginebra (Suiza), quien ha dirigido un estudio sobre este exoplaneta exótico publicado hoy en la revista Nature. Conocido como WASP-76b, se encuentra a unos 640 años luz de distancia, en la constelación de Piscis.

Este extraño fenómeno tiene lugar porque el planeta donde “llueve hierro” sólo muestra una cara, su lado de día, a su estrella madre; su lado nocturno, más fresco, permanece en oscuridad perpetua. Al igual que la Luna en su órbita alrededor de la Tierra, WASP-76b tiene un ‘acoplamiento de marea’: tarda lo mismo en girar alrededor de su eje que en dar la vuelta a la estrella.

En su lado diurno recibe miles de veces más radiación de su estrella madre que la Tierra del Sol. Hace tanto calor que las moléculas se separan en átomos y metales como el hierro se evaporan a la atmósfera. La extrema diferencia de temperatura entre los lados del día y de la noche da lugar a fuertes vientos que llevan el vapor de hierro desde el ultracaliente lado diurno hacia el lado nocturno, más frío, donde las temperaturas disminuyen a unos 1.500 grados centígrados.

Según el nuevo estudio, WASP-76b no solo tiene diferentes temperaturas día-noche, sino que también tiene una química distinta en las zonas día-noche. Utilizando el nuevo instrumento  ESPRESSO, instalado en el VLT de ESO, en el desierto chileno de Atacama, los astrónomos identificaron por primera vez variaciones químicas en un planeta gigante gaseoso ultracaliente. Detectaron una fuerte firma de vapor de hierro en la zona que separa el lado diurno del planeta de su lado nocturno. “Sorprendentemente, sin embargo, no vemos el vapor de hierro por la mañana”, comenta Ehrenreich. La razón, dice, es que “está lloviendo hierro en el lado nocturno de este exoplaneta extremo”.

Las observaciones muestran que, en la atmósfera del lado diurno y caliente de WASP-76b, el vapor de hierro es abundante”, añade María Rosa Zapatero Osorio, astrofísica del Centro de Astrobiología de Madrid (España) que dirige el equipo científico ESPRESSO. “Una fracción de este hierro se inyecta en el lado nocturno debido a la rotación del planeta y los vientos atmosféricos. Allí, el hierro se encuentra con ambientes mucho más fríos, se condensa y cae en forma de lluvia”.

Este resultado se obtuvo de las primeras observaciones científicas realizadas con ESPRESSO, en septiembre de 2018, por el consorcio científico que construyó el instrumento: un equipo de Portugal, Italia, Suiza, España y ESO.

ESPRESSO —siglas de Echelle SPectrograph for Rocky Exoplanets and Stable Spectroscopic Observations, espectógrafo Echelle para exoplanetas rocosos y observaciones espectroscópicas estables— fue diseñado originalmente para cazar planetas similares a la Tierra alrededor de estrellas similares al Sol. Sin embargo, ha demostrado ser mucho más versátil. “Pronto nos dimos cuenta de que la notable capacidad colectora de luz del VLT y la extrema estabilidad de ESPRESSO la convertían en una máquina de primera para estudiar atmósferas de exoplanetas”, afirma Pedro Figueira, científico del instrumento ESPRESSO de ESO en Chile.

Fuente: https://www.eso.org/public/

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