Nuevo estudio revela que el exoplaneta «superjúpiter» tiene una atmósfera marcadamente diferente a la de nuestro gigante gaseoso
Fuente UC Santa Cruz
El análisis de las primeras imágenes directas del telescopio James Webb muestra inmensas nubes de polvo sobre la enana marrón, lo que provoca la difuminación de las líneas atmosféricas y el consenso científico.
- Las observaciones del Telescopio Espacial James Webb revelan que la atmósfera de una enana marrón clasificada como un «superjúpiter» es mucho más caótica que la de nuestro gigante gaseoso, lo que desmiente las suposiciones populares.
- Este estudio se centró en el exoplaneta VHS 1256b, en la constelación de Corvus, a unos 40 años luz de la Tierra.
- Mediante imágenes directas y simulaciones avanzadas, los investigadores concluyeron que VHS 1256b probablemente carece de las bandas zonales definidas y los vórtices estables de Júpiter debido a las temperaturas mucho más altas y la dinámica de ondas única de este tipo de exoplaneta.
En el primer artículo de alto perfil de un programa para observar planetas más allá de nuestro sistema solar con el Telescopio Espacial James Webb (JWST), un equipo de científicos, entre ellos el profesor Xi Zhang de la Universidad de California en Santa Cruz, ha utilizado imágenes directas de un misterioso exoplaneta para desmentir una suposición arraigada sobre las atmósferas de objetos celestes de su tamaño.
El exoplaneta en cuestión se conoce como VHS 1256b, y se encuentra en la constelación de Corvus, a unos 40 años luz de la Tierra. Se clasifica como una enana marrón, que son enormes orbes a veces llamados «superjúpiter» cuando su masa ronda la del gigante gaseoso de nuestro sistema. Por ello, los astrónomos creían que este tipo de exoplanetas tenían atmósferas que giraban y brillaban de forma variable, de forma similar a la de Júpiter.
La NASA seleccionó VHS 1256b para su observación cercana por parte del Programa Científico de Publicación Temprana de Imágenes Directas del JWST porque su brillo en el espectro infrarrojo mostró la mayor variabilidad detectada en cualquier exoplaneta hasta la fecha. Los nuevos hallazgos parecen explicar por qué VHS 1256b ha estado haciendo guiños tan exagerados a los astrónomos.
Mediante el uso de modelos informáticos para simular la dinámica atmosférica de VHS 1256b y luego comparar el modelo con datos observacionales del programa de imágenes directas del JWST, los coautores de este nuevo estudio concluyeron que la atmósfera del exoplaneta difería significativamente de la serie de «bandas zonales» horizontales y vórtices estables como la Gran Mancha Roja de Júpiter.
«El mecanismo de la circulación atmosférica de los planetas gigantes ha sido durante mucho tiempo una cuestión importante y sin resolver en la ciencia planetaria», afirmó el coautor Zhang, profesor de Ciencias de la Tierra y Planetarias en la UC Santa Cruz. «Estos novedosos procesos de dinámica de ondas en superjúpiteres nos brindan una perspectiva única para examinar nuestra comprensión fundamental de este problema».
Las observaciones de espectro completo realizadas por el equipo de imágenes directas del JWST, que incluye a los profesores de astronomía y astrofísica de la UC Santa Cruz Andy Skemer, Steph Sallum y Jonathan Fortney, revelaron que inmensas nubes de polvo se ciernen sobre VHS 1256b a baja altitud. Posteriormente, basándose en su análisis, Zhang y sus coautores determinaron que dichas nubes irradian calor, lo que genera ondas ecuatoriales a gran escala que organizan gigantescas tormentas de polvo, creando una atmósfera más caótica que la de Júpiter, con sus nítidas rayas.
La NASA lanzó el programa de lanzamiento anticipado en 2022 para desarrollar las técnicas y la tecnología necesarias para la obtención de imágenes directas de alto contraste de exoplanetas, especialmente aquellos con características de una atmósfera habitable como la de la Tierra. El otro equipo científico de lanzamiento anticipado de la NASA para la caracterización de exoplanetas del JWST, el programa de planetas en tránsito, está dirigido por la profesora Natalie Batalha, jefa de la iniciativa de astrobiología de la UC Santa Cruz.
La razón por la que la circulación atmosférica de VHS 1256b, y quizás la de otros exoplanetas de su clase, es tan distinta a la de Júpiter se debe a la naturaleza de las enanas marrones y a sus temperaturas mucho más altas que las de Júpiter. Las enanas marrones son incapaces de mantener la fusión de hidrógeno en sus núcleos y se enfrían durante miles de millones de años, de ahí su apodo poco atractivo. A menudo se utilizan como indicadores para estudiar planetas gigantes.
La mayoría de las enanas marrones presentan cierta variación en su autoluminosidad, causada por sus superficies irregulares y su rotación, que provoca pequeñas fluctuaciones periódicas. Sin embargo, algunas enanas marrones, como VHS 1256b, presentan variaciones irregulares significativas en el brillo observable, lo que las convierte en laboratorios ideales para estudiar la circulación atmosférica de planetas gigantes extrasolares.
Zhang coescribió el artículo con el autor principal, Xianyu Tan, investigador del Instituto Tsung-Dao Lee de la Universidad Jiao Tong de Shanghái. Iniciaron el proyecto de investigación y desarrollaron el concepto central, y Zhang ayudó a Tan a configurar y ejecutar las simulaciones numéricas, aportó su experiencia en el sistema solar para el análisis comparativo y dio forma a la narrativa general. Skemer supervisó y contribuyó al análisis de datos del JWST.
Referencia
- Xianyu Tan et al., Large-amplitude variability driven by giant dust storms on a planetary-mass companion.Sci. Adv.11,eadv3324(2025).DOI:10.1126/sciadv.adv3324
