Webb obtiene imágenes de un exoplaneta frío a 12 años luz de distancia
Un equipo internacional de astrónomos que utilizan el telescopio espacial James Webb de la NASA/ESA/CSA ha obtenido imágenes directas de un exoplaneta a unos 12 años luz de la Tierra. Si bien había indicios de que el planeta existía, no se había confirmado hasta que el Webb lo captó. Se trata de uno de los exoplanetas más fríos observados hasta la fecha.
El planeta, conocido como Epsilon Indi Ab, tiene una masa varias veces superior a la de Júpiter y orbita alrededor de la estrella de tipo K Epsilon Indi A (Eps Ind A), que tiene aproximadamente la edad de nuestro Sol, pero es ligeramente más fría. El equipo observó Epsilon Indi Ab utilizando el coronógrafo del instrumento de MIRI (Mid-Infrared Instrument) de Webb. Solo se han obtenido imágenes directas de unas pocas decenas de exoplanetas desde observatorios espaciales y terrestres.
«Nuestras observaciones previas de este sistema han sido mediciones más indirectas de la estrella, lo que en realidad nos permitió ver con anticipación que probablemente había un planeta gigante en este sistema tirando de la estrella», explicó Caroline Morley, miembro del equipo de la Universidad de Texas en Austin. «Por eso nuestro equipo eligió este sistema para observarlo primero con Webb».
«Este descubrimiento es emocionante porque el planeta es bastante similar a Júpiter: es un poco más caliente y más masivo, pero es más parecido a Júpiter que cualquier otro planeta del que se hayan obtenido imágenes hasta ahora», añadió la autora principal, Elisabeth Matthews, del Instituto Max Planck de Astronomía en Alemania.
Un análogo del sistema solar
Los exoplanetas de los que se han obtenido imágenes con anterioridad suelen ser los más jóvenes y calientes que todavía están irradiando gran parte de la energía de cuando se formaron. A medida que los planetas se enfrían y se contraen a lo largo de su vida, su brillo disminuye considerablemente y, por tanto, resulta más difícil obtener imágenes de ellos.
«Los planetas fríos son muy tenues y la mayor parte de su emisión se encuentra en el infrarrojo medio», explicó Matthews. «El Webb es ideal para obtener imágenes en el infrarrojo medio, lo cual es extremadamente difícil de hacer desde la Tierra. También necesitábamos una buena resolución espacial para separar el planeta y la estrella en nuestras imágenes, y el gran espejo del Webb es extremadamente útil en este aspecto».
Epsilon Indi Ab es uno de los exoplanetas más fríos que se han detectado directamente, con una temperatura estimada de 2 grados Celsius, más fría que la de cualquier otro planeta del que se hayan obtenido imágenes fuera de nuestro sistema solar, y más fría que la de todas las enanas marrones que flotan libremente, excepto una [1]. El planeta es solo unos 100 grados centígrados más caliente que los gigantes gaseosos de nuestro sistema solar. Esto ofrece a los astrónomos una oportunidad única de estudiar la composición atmosférica de verdaderos análogos del sistema solar.
«Los astrónomos llevan décadas imaginando planetas en este sistema; los planetas ficticios que orbitan Epsilon Indi han sido escenarios de episodios de Star Trek, novelas y videojuegos como Halo», agregó Morley. «Es emocionante que podamos ver realmente un planeta allí y empezar a medir sus propiedades».
No exactamente como se preveía
Epsilon Indi Ab es el duodécimo exoplaneta más cercano a la Tierra conocido hasta la fecha y el planeta más cercano más masivo que Júpiter. El equipo científico optó por estudiar Eps Ind A porque el sistema mostraba indicios de un posible cuerpo planetario utilizando una técnica llamada velocidad radial, que mide el movimiento de la estrella anfitriona a lo largo de nuestra línea de visión.
«Aunque esperábamos obtener imágenes de un planeta en este sistema, porque había indicios de su presencia en la velocidad radial, el planeta que encontramos no es lo que habíamos previsto», explicó Matthews. «Es casi el doble de masivo, está un poco más lejos de su estrella y tiene una órbita diferente a la que esperábamos. La causa de esta discrepancia sigue siendo una incógnita. La atmósfera del planeta también parece ser un poco diferente a las predicciones del modelo. Hasta ahora solo disponemos de unas pocas mediciones fotométricas de la atmósfera, por lo que es difícil sacar conclusiones, pero el planeta es más tenue de lo esperado en longitudes de onda más cortas».
El equipo cree que esto puede indicar que en la atmósfera del planeta hay una cantidad significativa de metano, monóxido de carbono y dióxido de carbono que absorben las longitudes de onda más cortas de la luz. También podría sugerir una atmósfera con muchas nubes.
La obtención directa de imágenes de exoplanetas es particularmente valiosa para su caracterización. Los científicos pueden recoger directamente la luz del planeta observado y comparar su brillo en diferentes longitudes de onda. Hasta ahora, el equipo científico solo ha detectado Epsilon Indi Ab en unas pocas longitudes de onda, pero esperan volver a visitar el planeta con el Webb para realizar observaciones fotométricas y espectroscópicas en el futuro. También esperan detectar otros planetas similares con Webb para encontrar posibles tendencias sobre sus atmósferas y cómo se forman estos objetos.
Estos resultados se obtuvieron con el programa GO #2243 del Ciclo 1 del Webb y han sido aceptados para su publicación en Nature.
Notas
[1] Esta enana marrón, conocida como Wise 0855, fue descubierta en 2014 y ha sido observada por el telescopio Webb.
[2] La fotometría es la ciencia que mide la cantidad de luz recibida de una estrella.
Más información
Webb es el telescopio más grande y potente jamás lanzado al espacio. En virtud de un acuerdo de colaboración internacional, la ESA proporcionó el servicio de lanzamiento del telescopio, utilizando el vehículo de lanzamiento Ariane 5. En colaboración con los socios, la ESA fue responsable del desarrollo y la cualificación de las adaptaciones de Ariane 5 para la misión Webb y de la contratación del servicio de lanzamiento por parte de Arianespace. La ESA también proporcionó el eficaz espectrógrafo NIRSpec y el 50 % del instrumento de infrarrojo medio MIRI, que fue diseñado y construido por un consorcio de institutos europeos financiados con fondos nacionales (el Consorcio Europeo MIRI) en colaboración con el JPL y la Universidad de Arizona.
Webb es una colaboración internacional entre la NASA, la ESA y la Agencia Espacial Canadiense (CSA).
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