Científicos españoles detectan helio en la atmósfera del planeta WASP-69b

Científicos internacionales --entre los que se encuentran astrofísicos de la Universidad Complutense de Madrid (UCM)-- han detectado una atmósfera de helio en el exoplaneta gigante WASP-69b y una cola cometaria extensa.

Para la detección se ha utilizado el instrumento CARMENES, instalado en el telescopio de 3,5 metros del Observatorio de Calar Alto (Almería), gestionado por un consorcio del que la UCM es miembro. Este espectrógrafo cubre simultáneamente el rango de longitud de onda visible y el infrarrojo cercano con alta resolución espectral.

Esta doble cobertura ha permitido desvelar la composición de la atmósfera del exoplaneta y sacar conclusiones acerca de la velocidad de las partículas de helio que abandonan el campo gravitatorio del planeta y la longitud de la cola que producen.

El planeta fue observado durante un tránsito, es decir, en el momento en que pasó frente a su estrella anfitriona, cuando parte de la luz estelar queda eclipsada por el planeta y su atmósfera. "Observamos entonces una mayor duración del tránsito y una mayor cantidad de luz estelar bloqueada en una región del espectro donde el gas helio está absorbiendo luz", señala la investigadora del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), Lisa Nortmann, autora principal del trabajo, que aparece publicado en la revista 'Science'.

La mayor duración de esa absorción permite a los científicos inferir la presencia de una cola, según confirma el investigador David Montes, del Departamento de Física de la Tierra y Astrofísica de la Facultad de Ciencias Físicas que lidera el equipo de la UCM. Este equipo de la Complutense ha participado en análisis espectroscópico necesario para descartar que las absorciones de helio detectadas no se deben a fenómenos relacionados con la actividad cromosférica de la estrella.

ANÁLISIS DE OTROS CUATRO PLANETAS

Pero este no es el único resultado descrito en el artículo. Los autores también han analizado otros 4 planetas de forma similar. Se trata de los exoplanetas calientes HD 189733b y HD 209458b --que tienen una masa similar a la de Júpiter--, el planeta gigante extremadamente caliente KELT-9b y el exoplaneta cálido GJ 436b, del tamaño de Neptuno.

Según informa la UCM, el análisis no muestra exosferas extensas de helio en torno a los últimos tres planetas, lo que desafía las predicciones teóricas previas. El Júpiter caliente HD 189733b, en cambio, sí revela una fuerte absorción de helio, aunque este no forma una cola sino una envoltura en torno al planeta.

El equipo investigó también las estrellas anfitrionas de los cinco exoplanetas haciendo uso de los datos de rayos X de la misión XMM Newton de la Agencia Espacial Europea (ESA). Las evidencias señalan que las detecciones de helio en atmósferas planetarias corresponden a los planetas que reciben mayores cantidades de rayos X y radiación ultravioleta extrema de sus estrellas anfitrionas.

"Este es un primer gran paso hacia el conocimiento de cómo evolucionan las atmósferas de los exoplanetas a lo largo del tiempo y sobre cual podría ser el origen de la distribución de masas y radios de la población observada de supertierras y sub-Neptunos", señala el investigador del IAC y coautor de la publicación Enric Pallé.

Los resultados de estos estudios podrían significar que la radiación extrema de la estrella anfitriona puede despojar la envoltura gaseosa de los planetas gigantes (similares a Júpiter o Neptuno) y convertirlos en planetas rocosos con densidades similares a Venus o la Tierra.

"En el pasado, los estudios del escape atmosférico, como el que hemos visto en WASP-69b, se basaban en observaciones espaciales del hidrógeno en el ultravioleta lejano, una región espectral de acceso muy limitado y muy afectada por la absorción interestelar", explica Michael Salz, investigador de la Universidad de Hamburgo y primer autor de una publicación complementaria del mismo equipo que se centra en los detalles de la detección en HD 189733b y que se publica en la revista 'Astronomy & Astrophysics'. Según comenta, sus resultados demuestran que el helio es un nuevo trazador muy prometedor para estudiar el escape atmosférico en exoplanetas.

Esta nueva línea de investigación permitirá que, en los próximos años, la comunidad dedicada a la caracterización de atmósferas de exoplanetas pueda comparar los procesos de evaporación en una amplia muestra de planetas y responder a preguntas como si los planetas con un periodo orbital ultracorto son en realidad los núcleos evaporados de antiguos Júpiter calientes.

Recientemente, este equipo investigador ha detectado también, utilizando observaciones de CARMENES, vapor de agua en la atmósfera del exoplaneta HD 189733b, en este caso utilizando técnicas de correlación cruzada.