Un planeta desafía la teoría: el telescopio James Webb detecta atmósfera en una supertierra extrema 
Científicos han detectado la evidencia más sólida hasta ahora de una atmósfera en un planeta rocoso fuera del Sistema Solar a 280 años luz de la Tierra.
- Redacción AN / MDS
Por Julio García G. / Periodista de Ciencia
Por primera vez, investigadores que trabajan con el telescopio James Webb de la NASA (el más avanzado observatorio espacial construido hasta la fecha), han anunciado la detección, la evidencia más sólida, de la presencia de atmósfera en un planeta rocoso fuera del Sistema Solar.
El exoplaneta en cuestión (todos los exoplanetas se caracterizan porque se encuentran fuera del Sistema Solar y usualmente orbitan otras estrellas) es TOI-561 b y está rodeado por una gruesa capa de gases situada sobre un océano muy sui generis compuesto por magma.
Lo más relevante del descubrimiento radica en que TOI-561 b posee baja densidad y, por tanto, pone a prueba la teoría actual la cual sostiene que los mundos relativamente pequeños situados cerca de su estrella no son capaces de albergar una atmósfera.
Por otro lado, TOI-561 b tiene un radio 1.4 mayor al de la Tierra y, por esta razón, se le considera una supertierra. Las supertierras suelen ser más grandes que la Tierra, pero más pequeñas que Neptuno y se componen mayormente de roca; a veces tienen agua y una atmósfera densa, aunque no necesariamente atmósfera que permita la presencia de vida.
Además, este exoplaneta rebosante de magma pertenece, según la NASA, a una rara clase de objetos conocidos como exoplanetas de periodo corto. Estos se caracterizan por poseer periodos orbitales menores a 10 días.
Imagen artística de TOI-561 b y la estrella que orbita. Imagen: NASA.
Para hacer un comparativo que ayude a comprender esto, la Tierra tarda 365 días en dar una vuelta completa al Sol y, en el caso de TOI-561 b, esta vuelta la realiza en tan solo 11 horas (un año completo, en este mundo, es de apenas 11 horas o menos de medio día terrestre).
Evidentemente, en el Sistema Solar no existen planetas de periodo corto, aunque sí son comunes en otros sitios de la galaxia (TOI-561 b –y otros que se han encontrado– son un ejemplo de ello).
Otro dato relevante es que posee un fenómeno conocido como bloqueo por marea. Ello significa que siempre mostrará una cara a su estrella, mientras que la otra cara permanecerá bajo una oscuridad perpetua. Esto es similar a lo que sucede con la Luna de la Tierra, donde una de las caras siempre mira a la Tierra y la otra no.
Que un exoplaneta posea un bloqueo por marea implica que, en la cara perpetuamente iluminada, se alcancen temperaturas superiores al punto de derretimiento. Por ejemplo, en TOI-561 b la temperatura llega a alcanzar los 1,800 grados Celsius.
Imagen artística que compara el tamaño de la Tierra con el de una supertierra. En este caso se trata de 55 Cancri e, un exoplaneta descubierto en 2004. Imagen: NASA.
Densidad bastante inusual
Algo que ha llamado mucho la atención de los científicos es que TOI-561 b posee una muy baja densidad comparado con planetas rocosos como el nuestro, y una explicación plausible es que podría tener un núcleo de hierro relativamente pequeño, así como un manto helado compuesto por roca que no es tan denso como el manto y la roca de la Tierra.
La pregunta ahora es: ¿por qué TOI-561 b posee características tan inusuales comparado con otros exoplanetas que se han encontrado?
La respuesta se desconoce por ahora. Lo que sí se sabe con certeza es que éste orbita una estrella muy antigua (dos veces más antigua que el Sol y pobre en hierro) en una región de la Vía Láctea, a 280 años luz de la Tierra, conocida como “disco grueso”. Por consiguiente, debe haberse formado en un entorno químico muy diferente al de los planetas del Sistema Solar.
Este peculiar entorno químico, con poca abundancia de elementos como el hierro, coincide con el hecho de que la estrella en la que orbita TOI-561 b es ahora un fósil químico (a pesar de que sigue teniendo actividad) de las primeras etapas de la galaxia.
De hecho, los investigadores especulan que la composición de TOI-561 b y su estrella podría ser representativa de los planetas y las estrellas que se formaron cuando el Universo era relativamente joven.
Un análisis del espectro electromagnético en el infrarrojo cercano de TOI-561 b demostró que posee una densa atmósfera. Imagen: NASA.
¿Por qué TOI-561 b no es lo suficientemente caliente?
Resulta que, si este exoplaneta solamente fuera una roca desnuda, sin una atmósfera capaz de transportar el calor hacia el hemisferio nocturno, la temperatura diurna debería acercarse a los 2,700 grados Celsius. Sin embargo, las observaciones realizadas con uno de los instrumentos del James Webb muestran que la cara iluminada del planeta parece alcanzar temperaturas de alrededor de 1,800 grados Celsius, 900 grados Celsius menos de lo esperado. Este valor sigue siendo extremadamente alto, pero considerablemente menor a lo que debería ser.
Para explicar estos resultados, el equipo tomó en cuenta distintos escenarios. Y es que el océano de magma podría transportar parte del calor, pero en ausencia de una atmósfera el hemisferio nocturno probablemente estaría solidificado, lo que limitaría el flujo térmico desde el lado diurno.
También es posible la existencia de una fina capa de vapor de roca sobre la superficie del océano de magma, aunque por sí sola esta capa tendría un efecto de enfriamiento mucho menor que el observado.
Como señaló Anjail Piette, coautora del estudio e investigadora de la Universidad de Birmingham (Reino Unido), “realmente necesitamos una atmósfera espesa y rica en volátiles para explicar todas las observaciones”.
El telescopio James Webb. Imagen: NASA.
Por ahora, las preguntas siguen abiertas y los científicos aún tienen un largo camino por recorrer para comprender la naturaleza de este extraño mundo.
Lo que está claro es que la presencia de TOI-561 b desafía las reglas que se creían firmes. Por ejemplo, su atmósfera, presente contra todo pronóstico, sugiere que los planetas rocosos pueden ser mucho más diversos de lo que podría imaginarse y que, probablemente, las condiciones que dieron origen a mundos como la Tierra no fueron únicas.
Además, TOI-561b hace crecer el catálogo oficial de exoplanetas. Este catálogo comenzó a aumentar a partir de 1995 cuando se descubrió el primer exoplaneta (un mundo orbitando una estrella similar al Sol).
Treinta años después, el catálogo, formado actualmente por más de 6,000 exoplanetas, sigue ampliándose de forma considerable y nos permite apreciar que la diversidad de mundos y sus configuraciones ponen muchas veces en duda no únicamente a nuestra imaginación y argumentos, sino a todo aquello a lo que consideramos inmutable y que damos como verdadero cuando a veces no lo es y las hipótesis necesitan cambiar en aras de tener una mejor comprensión de la realidad.
