Usando el telescopio del Observatorio Gemini en Chile, un equipo internacional de científicos ha medido por primera vez directamente la cantidad de agua y monóxido de carbono en la atmósfera de un planeta en otro “sistema solar” a unos 340 años luz de distancia. El equipo, dirigido por Michael Line, profesor asociado de la Escuela de Exploración de la Tierra y el Espacio de la Universidad Estatal de Arizona, publicó sus resultados el 27 de octubre en la revista Nature.
Hay miles de planetas conocidos (llamados exoplanetas) fuera de nuestro sistema solar. Los científicos utilizan telescopios espaciales y terrestres para estudiar cómo se forman estos exoplanetas y en qué se diferencian de los planetas de nuestro sistema solar.
Para el estudio, Line y su equipo se centraron en el planeta “WASP-77Ab”, un tipo de exoplaneta conocido como “Júpiter caliente”, porque son como los Júpiter de nuestro sistema solar, pero con temperaturas de hasta 2000 grados. grado Fahrenheit o más. Luego se enfocaron en medir la composición de su atmósfera para determinar qué elementos estaban presentes en comparación con la estrella que orbita.
“Debido a su tamaño y temperatura, los Júpiter calientes son excelentes laboratorios para medir los gases atmosféricos y probar nuestras teorías sobre la formación de planetas”, dijo Line.
Si bien aún no es posible enviar naves espaciales a planetas más allá de nuestro sistema solar, los científicos pueden usar telescopios para estudiar la luz de los exoplanetas. Los telescopios que usaron para observar esta luz podrían estar en el espacio, como el Telescopio Espacial Hubble, o desde la tierra, como los telescopios del Observatorio Gemini.
Line y su equipo han estado muy involucrados en el uso del Hubble para medir la composición atmosférica de los exoplanetas, pero obtener estas medidas ha sido un desafío. El instrumento de Hubble solo mide agua (u oxígeno), y el equipo también necesita recopilar mediciones de monóxido de carbono (o carbono). Ahí es donde el equipo recurrió al telescopio Gemini South Station.
“Necesitábamos probar algo diferente para resolver nuestro problema”, dijo Line. “Y nuestro análisis de las capacidades de Gemini South muestra que podemos obtener mediciones atmosféricas ultraprecisas”.
El Telescopio Gemini South Station es un telescopio de 8,1 metros de diámetro ubicado en una montaña llamada Cerro Pachón en los Andes chilenos, donde el aire es tan seco que las nubes son casi insignificantes, lo que lo convierte en una ubicación privilegiada para el telescopio. Es operado por el NOIRLab (Laboratorio Nacional de Investigación de Astronomía Óptica-Infrarroja) de la Fundación Nacional de Ciencias.
Usando el telescopio Gemini South Station y un instrumento llamado Immersion GRating INfrared Spectrometer (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.
Así como los satélites meteorológicos y climáticos se usan para medir la cantidad de vapor de agua y dióxido de carbono en la atmósfera de la Tierra, los científicos pueden usar espectrómetros y telescopios, como el IGRINS del telescopio Gemini Sur, para medir la cantidad de diferentes gases en otros planetas.
“Tratar de averiguar la composición de la atmósfera de un planeta es como tratar de resolver un crimen con una huella dactilar”, dijo Line. “Una huella dactilar manchada en realidad no lo reduce, pero una huella dactilar muy bonita y limpia proporciona un identificador único de quién está cometiendo un delito”.
Mientras que el Telescopio Espacial Hubble proporcionó al equipo quizás una o dos “huellas dactilares” vagas, el IGRINS del telescopio Gemini Sur proporcionó al equipo un conjunto completo de “huellas dactilares” completamente claras.
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.
