Un planeta que arde a 1.800 ºC y “deja más preguntas que respuestas”: el James Webb ha abierto la puerta a un mundo fascinante

Hasta hace no tanto, la palabra “exoplaneta” parecía más propia de la especulación que de la astronomía. Isaac Newton ya dejó caer en el ‘Scholium Generale’ de los Principia Mathematica que las estrellas fijas podían ser el centro de sistemas similares al nuestro, pero la ciencia necesitó siglos para demostrarlo. No fue hasta finales de la década de 1980 cuando empezaron a aparecer las primeras señales de planetas fuera del Sistema Solar, aunque hubo que esperar a 1992 para confirmar por primera vez la existencia de mundos más allá del Sol, alrededor del púlsar PSR B1257+12.

En las últimas décadas, el ritmo de descubrimientos se ha disparado gracias a instrumentos cada vez más precisos, que nos han permitido localizar mundos tan extraños como fascinantes. El telescopio espacial Kepler, por ejemplo, identificó hace más de una década a Kepler-16b, un planeta con “dos soles” que recuerda a Tatooine de Star Wars. Desde entonces hemos catalogado una enorme variedad de exoplanetas, pero ahora el telescopio James Webb presenta un hallazgo especialmente llamativo: un mundo de lava en ebullición que, para sorpresa de los astrónomos, es más frío de lo que predicen los modelos teóricos.

Un mundo extremo que cuestiona lo que sabemos

Con un radio aproximadamente 1,4 veces el de la Tierra, TOI-561 b es una supertierra extrema que orbita una estrella situada a unos 280 años luz, en la constelación de Sextans. NASA la describe como el planeta más interior de un sistema compuesto por cuatro mundos, con una peculiaridad inmediata: completa una órbita en menos de once horas. Su proximidad es tan extrema, apenas 0,01 unidades astronómicas, que el hemisferio diurno debe superar ampliamente el punto de fusión de las rocas. Todo apunta a un planeta atrapado por su estrella en un bloqueo por marea, con un día eterno de un lado y una noche perpetua del otro.

Una de las peculiaridades que más desconcierta a los investigadores es la baja densidad de TOI-561 b. La astrónoma Johanna Teske, autora principal del estudio, explica que “no es un super-puff, pero es menos denso de lo que cabría esperar con una composición similar a la de la Tierra”. El equipo contempló que el planeta tuviera un núcleo de hierro pequeño y un manto formado por minerales menos compactos, una posibilidad que encajaría con la química de su estrella. Al tratarse de una estrella de tipo G muy antigua, con unos 10.000 millones de años y pobre en hierro, situada en el disco grueso de la Vía Láctea, es plausible que el planeta surgiera en un entorno primordial distinto al del Sistema Solar.

Aun así, la composición exótica no resolvía todas las incógnitas, y el equipo empezó a considerar otra posibilidad: que TOI-561 b estuviera envuelto por una atmósfera espesa. La idea resulta llamativa porque los modelos indican que los planetas pequeños sometidos durante miles de millones de años a una irradiación tan intensa deberían haber perdido sus gases hace tiempo. NASA recuerda, sin embargo, que algunos mundos de este tipo muestran señales de que no son simples rocas desnudas. Ese matiz abrió la puerta a pensar que la baja densidad podría deberse, en parte, a un volumen inflado por una capa sustancial de gases.

Para poner a prueba la idea de una atmósfera densa, el equipo recurrió a una técnica que el James Webb ha utilizado en otros mundos rocosos: medir la desaparición de parte del brillo infrarrojo cuando el planeta pasa detrás de su estrella. Con el espectrógrafo NIRSpec, los investigadores estimaron la temperatura del hemisferio iluminado y la compararon con la que cabría esperar para una superficie sin gases que distribuyan el calor. Si TOI-561 b fuera una roca desnuda, su temperatura rondaría los 2.700 ºC. Sin embargo, las observaciones situaron ese valor cerca de los 1.800 ºC, una diferencia demasiado grande para pasar por alto.

La temperatura inesperadamente baja adquiere sentido si TOI-561 b está envuelto por una atmósfera densa y llena de volátiles. En ese caso, los vientos transportarían el calor del hemisferio iluminado hacia zonas menos calientes, lo que reduciría la emisión infrarroja que recibe el telescopio. También entran en juego gases capaces de absorber parte de la radiación antes de que escape al espacio, algo que coincide con los modelos evaluados por el equipo. Incluso es posible que existan nubes de silicatos que reflejen la luz de la estrella y contribuyan a enfriar las capas superiores de la atmósfera.

Para explicar cómo TOI-561 b mantiene una atmósfera tan resistente, los investigadores proponen un mecanismo en el que el magma y los gases están en constante intercambio. Tim Lichtenberg señala que, a medida que el interior libera compuestos volátiles hacia la atmósfera, el océano de roca fundida vuelve a capturar parte de ellos, lo que reduce la pérdida hacia el espacio. Este proceso requiere un planeta excepcionalmente rico en sustancias volátiles, muy distinto a la Tierra en su composición inicial. En palabras de Lichtenberg, sería “como una bola de lava húmeda”, una descripción que resume bien la naturaleza extrema del hallazgo.

Las observaciones que han permitido reconstruir este escenario forman parte del programa General Observers 3860 del James Webb. Durante más de 37 horas, el telescopio siguió de manera continua el sistema mientras TOI-561 b completaba casi cuatro órbitas enteras, un registro que ofrece una visión excepcional de cómo varía su brillo a lo largo del recorrido. Con ese volumen de datos, el equipo está analizando ahora cómo cambia la temperatura alrededor del planeta y qué pistas aporta sobre la composición de su atmósfera. Este conjunto de datos, todavía en análisis, apunta a un mundo más complejo de lo que se intuía en las primeras observaciones.

En Xataka

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El caso de TOI-561 b demuestra que incluso los mundos más extremos pueden guardar sorpresas. Lejos de ser una simple roca abrasada, las observaciones del Webb describen un sistema dinámico en el que el magma, la atmósfera y la radiación estelar interactúan de maneras que aún no comprendemos del todo. Como señala Johanna Teske, “Lo realmente emocionante es que este nuevo conjunto de datos está abriendo todavía más preguntas de las que está respondiendo”. La investigación continúa, y cada nuevo análisis parece confirmar que este planeta pertenece a una categoría que apenas estamos empezando a conocer.

Imágenes artísticas | NASA 

En Xataka | Ya sabemos cuándo el cometa interestelar 3I/ATLAS estará más cerca de la Tierra y lo que es mejor: cómo verlo

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La noticia

Un planeta que arde a 1.800 ºC y “deja más preguntas que respuestas”: el James Webb ha abierto la puerta a un mundo fascinante

fue publicada originalmente en

Xataka

por
Javier Marquez

.

​Hasta hace no tanto, la palabra “exoplaneta” parecía más propia de la especulación que de la astronomía. Isaac Newton ya dejó caer en el ‘Scholium Generale’ de los Principia Mathematica que las estrellas fijas podían ser el centro de sistemas similares al nuestro, pero la ciencia necesitó siglos para demostrarlo. No fue hasta finales de la década de 1980 cuando empezaron a aparecer las primeras señales de planetas fuera del Sistema Solar, aunque hubo que esperar a 1992 para confirmar por primera vez la existencia de mundos más allá del Sol, alrededor del púlsar PSR B1257+12.
En las últimas décadas, el ritmo de descubrimientos se ha disparado gracias a instrumentos cada vez más precisos, que nos han permitido localizar mundos tan extraños como fascinantes. El telescopio espacial Kepler, por ejemplo, identificó hace más de una década a Kepler-16b, un planeta con “dos soles” que recuerda a Tatooine de Star Wars. Desde entonces hemos catalogado una enorme variedad de exoplanetas, pero ahora el telescopio James Webb presenta un hallazgo especialmente llamativo: un mundo de lava en ebullición que, para sorpresa de los astrónomos, es más frío de lo que predicen los modelos teóricos.
Un mundo extremo que cuestiona lo que sabemos
Con un radio aproximadamente 1,4 veces el de la Tierra, TOI-561 b es una supertierra extrema que orbita una estrella situada a unos 280 años luz, en la constelación de Sextans. NASA la describe como el planeta más interior de un sistema compuesto por cuatro mundos, con una peculiaridad inmediata: completa una órbita en menos de once horas. Su proximidad es tan extrema, apenas 0,01 unidades astronómicas, que el hemisferio diurno debe superar ampliamente el punto de fusión de las rocas. Todo apunta a un planeta atrapado por su estrella en un bloqueo por marea, con un día eterno de un lado y una noche perpetua del otro.

Una de las peculiaridades que más desconcierta a los investigadores es la baja densidad de TOI-561 b. La astrónoma Johanna Teske, autora principal del estudio, explica que “no es un super-puff, pero es menos denso de lo que cabría esperar con una composición similar a la de la Tierra”. El equipo contempló que el planeta tuviera un núcleo de hierro pequeño y un manto formado por minerales menos compactos, una posibilidad que encajaría con la química de su estrella. Al tratarse de una estrella de tipo G muy antigua, con unos 10.000 millones de años y pobre en hierro, situada en el disco grueso de la Vía Láctea, es plausible que el planeta surgiera en un entorno primordial distinto al del Sistema Solar.
Aun así, la composición exótica no resolvía todas las incógnitas, y el equipo empezó a considerar otra posibilidad: que TOI-561 b estuviera envuelto por una atmósfera espesa. La idea resulta llamativa porque los modelos indican que los planetas pequeños sometidos durante miles de millones de años a una irradiación tan intensa deberían haber perdido sus gases hace tiempo. NASA recuerda, sin embargo, que algunos mundos de este tipo muestran señales de que no son simples rocas desnudas. Ese matiz abrió la puerta a pensar que la baja densidad podría deberse, en parte, a un volumen inflado por una capa sustancial de gases.

Para poner a prueba la idea de una atmósfera densa, el equipo recurrió a una técnica que el James Webb ha utilizado en otros mundos rocosos: medir la desaparición de parte del brillo infrarrojo cuando el planeta pasa detrás de su estrella. Con el espectrógrafo NIRSpec, los investigadores estimaron la temperatura del hemisferio iluminado y la compararon con la que cabría esperar para una superficie sin gases que distribuyan el calor. Si TOI-561 b fuera una roca desnuda, su temperatura rondaría los 2.700 ºC. Sin embargo, las observaciones situaron ese valor cerca de los 1.800 ºC, una diferencia demasiado grande para pasar por alto.
La temperatura inesperadamente baja adquiere sentido si TOI-561 b está envuelto por una atmósfera densa y llena de volátiles. En ese caso, los vientos transportarían el calor del hemisferio iluminado hacia zonas menos calientes, lo que reduciría la emisión infrarroja que recibe el telescopio. También entran en juego gases capaces de absorber parte de la radiación antes de que escape al espacio, algo que coincide con los modelos evaluados por el equipo. Incluso es posible que existan nubes de silicatos que reflejen la luz de la estrella y contribuyan a enfriar las capas superiores de la atmósfera.

Para explicar cómo TOI-561 b mantiene una atmósfera tan resistente, los investigadores proponen un mecanismo en el que el magma y los gases están en constante intercambio. Tim Lichtenberg señala que, a medida que el interior libera compuestos volátiles hacia la atmósfera, el océano de roca fundida vuelve a capturar parte de ellos, lo que reduce la pérdida hacia el espacio. Este proceso requiere un planeta excepcionalmente rico en sustancias volátiles, muy distinto a la Tierra en su composición inicial. En palabras de Lichtenberg, sería “como una bola de lava húmeda”, una descripción que resume bien la naturaleza extrema del hallazgo.
Las observaciones que han permitido reconstruir este escenario forman parte del programa General Observers 3860 del James Webb. Durante más de 37 horas, el telescopio siguió de manera continua el sistema mientras TOI-561 b completaba casi cuatro órbitas enteras, un registro que ofrece una visión excepcional de cómo varía su brillo a lo largo del recorrido. Con ese volumen de datos, el equipo está analizando ahora cómo cambia la temperatura alrededor del planeta y qué pistas aporta sobre la composición de su atmósfera. Este conjunto de datos, todavía en análisis, apunta a un mundo más complejo de lo que se intuía en las primeras observaciones.

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Elon Musk lleva 20 años negándose a sacar SpaceX a bolsa. 1.500 millones de dólares le han hecho cambiar de opinión

El caso de TOI-561 b demuestra que incluso los mundos más extremos pueden guardar sorpresas. Lejos de ser una simple roca abrasada, las observaciones del Webb describen un sistema dinámico en el que el magma, la atmósfera y la radiación estelar interactúan de maneras que aún no comprendemos del todo. Como señala Johanna Teske, “Lo realmente emocionante es que este nuevo conjunto de datos está abriendo todavía más preguntas de las que está respondiendo”. La investigación continúa, y cada nuevo análisis parece confirmar que este planeta pertenece a una categoría que apenas estamos empezando a conocer.
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Xataka

por
Javier Marquez

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