Los astrónomos de la Universidad de Warwick han demostrado que el vapor de agua se puede detectar potencialmente en las atmósferas de los exoplanetas mirando literalmente por encima de la parte superior de sus nubes impenetrables.
Al aplicar la técnica a modelos basados en exoplanetas conocidos con nubes, el equipo ha demostrado en principio que la espectroscopia de alta resolución se puede utilizar para examinar las atmósferas de exoplanetas que anteriormente eran demasiado difíciles de caracterizar debido a nubes que son demasiado densas para obtener suficiente luzpara pasar a través.
Su técnica se describe en un artículo para Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society y proporciona otro método para detectar la presencia de vapor de agua en la atmósfera de un exoplaneta, así como otras especies químicas que podrían usarse en el futuro para evaluar posibles signos de vida. La investigación recibió fondos del Consejo de Instalaciones de Ciencia y Tecnología STFC, parte de Investigación e Innovación del Reino Unido UKRI.
Los astrónomos usan la luz de la estrella anfitriona de un planeta para saber de qué está compuesta su atmósfera. A medida que el planeta pasa frente a la estrella, observan la transmisión de la luz estelar a medida que atraviesa la atmósfera superior y altera su espectro. Puedenluego analice este espectro para observar las longitudes de onda que tienen firmas espectrales para sustancias químicas específicas. Estas sustancias químicas, como el vapor de agua, el metano y el amoníaco, solo están presentes en cantidades traza en estos planetas ricos en hidrógeno y helio.
Sin embargo, las nubes densas pueden bloquear el paso de la luz a través de la atmósfera, dejando a los astrónomos con un espectro sin rasgos distintivos. La espectroscopia de alta resolución es una técnica relativamente reciente que se está utilizando en los observatorios terrestres para observar exoplanetas con mayor detalle, y el Warwicklos investigadores querían explorar si esta tecnología podría usarse para detectar los rastros de químicos presentes en la delgada capa atmosférica justo encima de esas nubes.
Si bien los astrónomos han podido caracterizar las atmósferas de muchos exoplanetas más grandes y calientes que orbitan cerca de sus estrellas, denominados 'Júpiter calientes', ahora se están descubriendo exoplanetas más pequeños a temperaturas más frías menos de 700 ° C. Muchos de estosplanetas, que son del tamaño de Neptuno o más pequeños, han mostrado nubes mucho más gruesas.
Modelaron dos 'Neptunos cálidos' previamente conocidos y simularon cómo la luz de su estrella sería detectada por un espectrógrafo de alta resolución. GJ3470b es un planeta nublado que los astrónomos habían podido caracterizar previamente, mientras que GJ436b ha sido más difícil de caracterizar debido aa una capa de nubes mucho más gruesa. Ambas simulaciones demostraron que a alta resolución se pueden detectar fácilmente sustancias químicas como vapor de agua, amoníaco y metano con solo unas pocas noches de observaciones con un telescopio terrestre.
La técnica funciona de manera diferente al método utilizado recientemente para detectar fosfina en Venus, pero podría potencialmente usarse para buscar cualquier tipo de molécula en las nubes de un planeta fuera de nuestro sistema solar, incluida la fosfina.
El autor principal, el Dr. Siddharth Gandhi del Departamento de Física de la Universidad de Warwick, dijo: "Hemos estado investigando si la espectroscopia de alta resolución basada en tierra puede ayudarnos a restringir la altitud en la atmósfera donde tenemos nubes y restringir la abundancia químicaa pesar de esas nubes.
"Lo que estamos viendo es que muchos de estos planetas tienen vapor de agua y estamos empezando a ver otros químicos también, pero las nubes nos impiden ver estas moléculas con claridad. Necesitamos una forma dedetectar estas especies y la espectroscopia de alta resolución es una forma potencial de hacerlo, incluso si hay una atmósfera turbia.
"Las abundancias químicas pueden decirle mucho sobre cómo se pudo haber formado el planeta porque deja su huella química en las moléculas de la atmósfera. Debido a que se trata de gigantes gaseosos, la detección de moléculas en la parte superior de la atmósfera también ofrece unaventana hacia la estructura interna a medida que los gases se mezclan con las capas más profundas ".
La mayoría de las observaciones de exoplanetas se han realizado utilizando telescopios espaciales como Hubble o Spitzer, y su resolución es demasiado baja para detectar suficiente señal desde arriba de las nubes. La ventaja de la espectroscopia de alta resolución es que es capaz de sondear unrango de altitudes.
El Dr. Gandhi agrega: "Muchos de estos planetas más fríos están demasiado nublados para tener restricciones significativas con la generación actual de telescopios espaciales. Presumiblemente, a medida que encontremos más y más planetas, habrá más planetas nublados, por lo que serealmente importante para detectar lo que hay en ellos. La espectroscopia terrestre de alta resolución, así como la próxima generación de telescopios espaciales, podrán detectar estos rastros de especies en planetas nublados, ofreciendo un potencial emocionante para biofirmas en el futuro ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Warwick . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
Referencia de la revista :
cite esta página :