ESA

Los datos de la misión exoplanetaria Cheops de la ESA han llevado a la sorprendente revelación de que un exoplaneta ultracaliente que orbita su estrella anfitriona en menos de un día está cubierto por nubes reflectantes de metal, lo que lo convierte en el exoplaneta más brillante jamás encontrado.

Aparte de la Luna, el objeto más brillante de nuestro cielo nocturno es el planeta Venus, cuya espesa capa de nubes refleja alrededor del 75% de la luz del Sol. En comparación, la Tierra sólo refleja alrededor del 30% de la luz solar entrante.

Ahora, por primera vez, los astrónomos han encontrado un exoplaneta que puede igualar el brillo de Venus: el planeta LTT9779 b. Nuevas mediciones detalladas realizadas por la misión Cheops de la ESA revelan que este planeta refleja nada menos que el 80% de la luz que irradia su estrella anfitriona.

Las mediciones de alta precisión de Cheops fueron un seguimiento específico del descubrimiento y caracterización inicial del planeta en 2020 por la misión TESS de la NASA e instrumentos terrestres como el instrumento HARPS de ESO en Chile.

El exoplaneta tiene aproximadamente el tamaño de Neptuno, lo que lo convierte en el "espejo" más grande del Universo que conocemos hoy. La razón de su alta reflectividad es que está cubierta por nubes metálicas. En su mayoría están hechos de silicato (el mismo material del que están hechos la arena y el vidrio) mezclado con metales como el titanio.

“Imagínese un mundo en llamas, cerca de su estrella, con pesadas nubes de metales flotando en el aire, lloviendo gotas de titanio”, dice James Jenkins, astrónomo de la Universidad Diego Portales y CATA (Santiago, Chile). James es coautor de un artículo científico que describe la nueva investigación, publicado hoy en la revista Astronomy & Astrophysics.

La fracción de luz que refleja un objeto se llama "albedo". La mayoría de los planetas tienen un albedo bajo, ya sea porque tienen una atmósfera que absorbe mucha luz o porque su superficie es oscura o rugosa. Las excepciones suelen ser los mundos helados o planetas como Venus, que tienen una capa de nubes reflectantes.

El alto albedo de LTT9779 b fue una sorpresa porque se estima que el lado del planeta que mira hacia su estrella está a unos 2000 °C. Cualquier temperatura superior a 100 °C es demasiado alta para que se formen nubes de agua, pero la temperatura de la atmósfera de este planeta debería ser incluso demasiado alta para que se formen nubes de metal o vidrio.

"Era realmente un enigma, hasta que nos dimos cuenta de que debíamos pensar en esta formación de nubes de la misma manera que la condensación que se forma en un baño después de una ducha caliente", señala Vivien Parmentier, investigadora del Observatorio de la Costa Azul (Francia) y coautor de esta investigación. Vivien explica: “Para vaporizar un baño, puedes enfriar el aire hasta que se condense el vapor de agua, o puedes mantener el agua caliente corriendo hasta que se formen nubes porque el aire está tan saturado de vapor que simplemente no puede contener más. De manera similar, LTT9779 b puede formar nubes metálicas a pesar de estar muy caliente porque la atmósfera está sobresaturada con silicatos y vapores metálicos”.

Ser brillante no es lo único sorprendente de LTT9779 b. Su tamaño y temperatura lo convierten en el llamado "Neptuno ultracaliente", pero no se ha encontrado ningún otro planeta de este tamaño y masa que orbite tan cerca de su estrella. Esto significa que vive en lo que se conoce como el "desierto caliente de Neptuno".

El planeta tiene un radio 4,7 veces mayor que el de la Tierra y un año en LTT9779 b dura sólo 19 horas. Todos los planetas descubiertos anteriormente que orbitan alrededor de su estrella en menos de un día son "Júpiter calientes" (gigantes gaseosos con un radio al menos diez veces mayor que el de la Tierra) o planetas rocosos de menos de dos radios terrestres.

"Es un planeta que no debería existir", dice Vivien. "Esperamos que la atmósfera de planetas como este sea arrastrada por su estrella, dejando atrás roca desnuda".

El primer autor, Sergio Hoyer, del Laboratorio de Astrofísica de Marsella, comenta: “'Creemos que estas nubes metálicas ayudan al planeta a sobrevivir en el cálido desierto de Neptuno. Las nubes reflejan la luz y evitan que el planeta se caliente demasiado y se evapore. Mientras tanto, ser altamente metálico hace que el planeta y su atmósfera sean pesados ​​y más difíciles de destruir”.

Para determinar las propiedades de LTT9779 b, la misión Cheops de la ESA, que caracteriza exoplanetas, observó cuándo el planeta se movía detrás de su estrella anfitriona. Debido a que el planeta refleja la luz, la estrella y el planeta combinados envían más luz hacia el telescopio espacial justo antes de que el planeta se pierda de vista que justo después. La diferencia en la luz visible recibida justo antes y después de que el planeta se oculte indica cuánta luz refleja el planeta.

Este proyecto se basó en la precisión y la cobertura 24 horas al día, 7 días a la semana de Cheops. “Sólo fue posible medir con precisión el pequeño cambio en la señal de la estrella que eclipsa al planeta con Keops”, afirma Sergio.

Maximilian Günther, científico del proyecto Cheops de la ESA, añade: “Cheops es la primera misión espacial dedicada al seguimiento y caracterización de exoplanetas ya conocidos. A diferencia de las grandes misiones de reconocimiento centradas en descubrir nuevos sistemas de exoplanetas, Cheops tiene suficiente flexibilidad para centrarse rápidamente en objetivos interesantes y puede alcanzar una cobertura y precisión que a menudo simplemente no podemos conseguir de otra manera”.

Al observar el mismo exoplaneta con diferentes instrumentos, obtenemos una imagen completa. "LTT9779 b es un objetivo ideal para el seguimiento gracias a las capacidades excepcionales de los telescopios espaciales Hubble y James Webb", señala Emily Rickman, científica de operaciones científicas de la ESA. "Nos permitirán explorar este exoplaneta con un rango de longitud de onda más amplio, incluida la luz infrarroja y ultravioleta, para comprender mejor la composición de su atmósfera".

El futuro de la investigación de exoplanetas es brillante, ya que Cheops es la primera de un trío de misiones dedicadas a exoplanetas. A él se unirá Platón en 2026, que se centrará en planetas similares a la Tierra que orbitan a una distancia de su estrella que posiblemente sustenta la vida. Ariel se unirá a la flota en 2029 y se especializará en el estudio de atmósferas de exoplanetas.

El albedo extremadamente alto de LTT 9779 b revelado por Keops por S. Hoyer et al. (2023) se publica en Astronomía y Astrofísica. DOI: https://www.aanda.org/10.1051/0004-6361/202346117

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