Nubes de hierro y titanio

Los primeros planetas descubiertos alrededor de otras estrellas fueron muy diferentes de los que podíamos encontrar en nuestro sistema solar. Los primeros exoplanetas, descubiertos por el equipo liderado por el astrónomo Aleksander Wolszczan, fueron descubiertos orbitando el pulsar PSR 1257+12. En aquel momento la expectativa era la de que solo sería posible encontrar exoplanetas en estrellas de secuencia principal, pero el primer descubrimiento llegó en una estrella muy evolucionada. El primer descubrimiento alrededor de una estrella similar al Sol llegó en 1995. El equipo liderado por Michel Mayor y Didier Queloz descubrió un planeta de aproximadamente la mitad de la masa de Jupiter en órbita alrededor de la estrella 51 Pegasi. El planeta tenía un año de apenas 4 días, y se encontraba a una temperatura de más de 1200 grados. De nuevo se trataba de algo que no existe en nuestro sistema solar. La primera lección que aprendimos durante la búsqueda de planetas alrededor de otras estrellas es que las cosas no iban a ser como esperábamos.

KELT-9b fue uno de esos descubrimientos inesperados. Un planeta gigante, casi 3 veces la masa de Júpiter, en una órbita muy cercana a una estrella 2 veces y media mayor que el Sol. El planeta se encuentra tan cerca que su temperatura es superior a 4300 grados, más caliente que la mayoría de estrellas.  Tan cerca, que su estrella ocupa gran parte del cielo. Tan cerca, que la gravedad de la estrella está arrastrando la atmósfera del planeta y devorándola poco a poco. Tan caliente que su atmósfera alberga nubes de hierro y titanio vaporizados. Una vez más, nada que ver con lo que podemos encontrar en nuestro sistema solar.

Este último hallazgo, la presencia de nubes de hierro y titanio en la atmósfera de KELT-9b, publicado hace apenas unos días, ha sido liderado por Jens Hoeijmakers, de la Universidad de Ginebra, con la colaboración de investigadores de diferentes instituciones suizas (universidades de Ginebra, Berna, Zurich y Lausanne), y de otras instituciones internacionales como la Universidad de Cambridge, el Observatorio Cagliari, o el Observatorio del Roque de los Muchachos (en la isla de La Palma). El hallazgo es la continuación de un trabajo teórico del mismo grupo, que tras el descubrimiento del planeta KELT-9b realizó una serie de simulaciones que predecían la presencia de vapor de hierro en la atmósfera de este planeta.

Con las predicciones teóricas a mano, fue como seguir el mapa de un tesoro, y cuando profundizamos más en los datos, encontramos aun más – Jens Hoeijmakers (Universidad de Ginebra)

El estudio «Atomic iron and titanium in the atmopshere of the exoplanet KELT-9b» ha sido publicado en Nature, y describe la composición de la atmósfera de dicho planeta. Para ello han realizado medidas de espectroscopía de transmisión con el espectrógrafo HARPS-N, en el Telescopio Nazionale Galileo, situado en el Observatorio del Roque de los Muchachos. La técnica consiste en tomar espectros de la estrella durante un tránsito del planeta, y espectros de la estrella cuando el planeta está oculto tras esta. Durante el tránsito, la luz de la estrella atraviesa la atmósfera del planeta, y los elementos que al componen bloquean franjas estrechas en el espectro de color de la luz. Más tarde se usan los espectros tomados a la estrella cuando el planeta se encuentra oculto tras esta (luz solo de la estrella, sin efecto del planeta) para limpiar toda la parte que corresponde a la estrella de los espectros tomados durante el tránsito. Esto nos deja con el espectro de luz de la atmósfera del planeta. El análisis de dicho espectro permite determinar los elementos que la componen.

Este planeta es un laboratorio único para investigar la evolución de las atmósferas bajo intensa radiación estelar – David Ehrenreich (Universidad de Ginebra)

Este trabajo nos muestra una vez más que nuestro entorno no es necesariamente representativo. Pone a nuestro alcance un laboratorio para estudiar las atmósferas de exoplanetas bajo condiciones extremas, similares a las que podrían haber sufrido algunas de las atmósferas primigenias, en etapas tempranas del sistema solar, y podría permitir entender mejor la evolución  de los planetas del sistema solar.

Atomic iron and titanium in the atmosphere of the exoplanet KELT-9b (NATURE 2018)

Parte del equipo que realizó este hallazgo, incluido Jens Hoeijmakers, trabajan en la misma institución que yo. Algunos en mi mismo pasillo, otros a pocas decenas de metros de distancia. Yo no he participado de ninguna manera, pero conocía este resultado hace meses. Desde hace alrededor de un mes hemos tenido este póster en el pasillo. Minería de metales calientes. En KELT-9b, para obtener hierro y titanio, ¡uno solo tiene que recoger aire!