Els astrònoms proporcionen una "guia de camp" als exoplanetes coneguts com a Júpiters calents

Els Júpiters calents, planetes de gas gegants que corren al voltant de les seves estrelles hostes en òrbites extremadament ajustades, s'han tornat una mica menys misteriosos gràcies a un nou estudi que combina el modelatge teòric amb les observacions del telescopi espacial Hubble.

Mentre que els estudis anteriors es van centrar principalment en mons individuals classificats com"Júpiters calents" a causa de la seva similitud superficial amb el gegant gasós del nostre propi sistema solar, el nou estudi és el primer que examina una població més àmplia dels mons estranys. Publicat aAstronomia de la natura, l'estudi, dirigit per un investigador de la Universitat d'Arizona, proporciona als astrònoms una"guia de camp" als Júpiters calents i ofereix una visió de la formació dels planetes en general.

Tot i que els astrònoms pensen que només 1 de cada 10 estrelles allotja un exoplaneta de la classe de Júpiter calent, els peculiars planetes constitueixen una part important dels exoplanetes descoberts fins ara, a causa del fet que són més grans i brillants que altres tipus d'exoplanetes, com ara com a planetes rocosos, més semblants a la Terra o planetes de gas més petits i més freds. Amb una mida que oscil·la entre aproximadament un terç de la mida de Júpiter i 10 masses de Júpiter, tots els Júpiters calents orbiten al voltant de la seva estrella amfitriona a una distància extremadament propera, generalment molt més a prop del sol que Mercuri, el planeta més interior del nostre sistema solar. A"any" en un Júpiter calent típic dura hores, o com a molt uns quants dies. En comparació, Mercuri triga gairebé tres mesos a completar un viatge al voltant del sol.

A causa de les seves òrbites properes, es creu que la majoria, si no tots, els Júpiters calents estan tancats en una abraçada d'alta velocitat amb les seves estrelles hostes, amb un costat eternament exposat a la radiació de l'estrella' i l'altre envoltat. en la foscor perpètua. La superfície d'un Júpiter calent típic pot escalfar-se fins a gairebé 5.000 graus Fahrenheit, amb"fresca" exemplars que arriben als 1.400 graus, prou calents per fondre l'alumini.

La investigació, que va ser dirigida per Megan Mansfield, una de la NASA Sagan Fellow a l'Observatori Steward de la Universitat d'Arizona', va utilitzar observacions fetes amb el telescopi espacial Hubble que van permetre a l'equip mesurar directament els espectres d'emissió de Júpiters calents. malgrat que el Hubble no pot'imaginar cap d'aquests planetes directament.

& quot;Aquests sistemes, aquestes estrelles i els seus Júpiters calents, estan massa lluny per resoldre l'estrella individual i el seu planeta," va dir Mansfield."Tot el que podem veure és un punt: la font de llum combinada de les dues."

Mansfield i el seu equip van utilitzar un mètode conegut com a eclipsi secundari per treure informació de les observacions que els va permetre mirar en profunditat els planetes' atmosferes i obtenir informació sobre la seva estructura i composició química. La tècnica implica observacions repetides del mateix sistema, capturant el planeta en diversos llocs de la seva òrbita, inclòs quan s'enfonsa darrere de l'estrella.

& quot;Bàsicament mesurem la llum combinada procedent de l'estrella i el seu planeta i comparem aquesta mesura amb el que veiem quan el planeta s'amaga darrere de la seva estrella," va dir Mansfield."Això ens permet restar la contribució de l'estrella'i aïllar la llum emesa pel planeta, encara que'no la podem veure directament."

Les dades de l'eclipsi van proporcionar als investigadors una visió de l'estructura tèrmica de les atmosferes dels Júpiters calents i els van permetre construir perfils individuals de temperatures i pressions per a cadascun. A continuació, l'equip va analitzar la llum infraroja propera, que és una banda de longituds d'ona més enllà del rang que els humans poden veure, procedent de cada sistema de Júpiter calent per a les anomenades característiques d'absorció. Com que cada molècula o àtom té el seu propi perfil d'absorció específic, com una empremta digital, mirar diferents longituds d'ona permet als investigadors obtenir informació sobre la composició química dels Júpiters calents. Per exemple, si hi ha aigua a l'atmosfera del planeta', absorbirà llum a 1,4 micres, que cau en el rang de longituds d'ona que el Hubble pot veure molt bé.

& quot;En certa manera, fem servir molècules per explorar les atmosferes d'aquests Júpiters calents," va dir Mansfield."Podem utilitzar l'espectre que observem per obtenir informació sobre de què està feta l'atmosfera, i també podem obtenir informació sobre com és l'estructura de l'atmosfera."

L'equip va fer un pas més enllà quantificant les dades d'observació i comparant-les amb models dels processos físics que es creu que estan en funcionament a les atmosferes dels Júpiters calents. Els dos conjunts van coincidir molt bé, confirmant que moltes prediccions sobre els planetes' La naturalesa basada en el treball teòric sembla ser correcta, segons Mansfield, que va dir que les troballes són"emocionants perquè eren qualsevol cosa menys garantides."

Els resultats suggereixen que tots els Júpiters calents, no només els 19 inclosos a l'estudi, probablement continguin conjunts similars de molècules, com l'aigua i el monòxid de carboni, juntament amb quantitats més petites d'altres molècules. Les diferències entre planetes individuals haurien de representar majoritàriament quantitats relatives variables d'aquestes molècules. Les troballes també van revelar que les característiques d'absorció d'aigua observades variaven lleugerament d'un Júpiter calent a l'altre.

& quot;En conjunt, els nostres resultats ens diuen que hi ha una bona probabilitat que ens trobem amb els elements de la imatge general que estan passant en la química d'aquests planetes," va dir Mansfield."Al mateix temps, cada planeta té la seva pròpia composició química, i això també influeix en el que veiem en les nostres observacions."

Segons els autors, els resultats es poden utilitzar per guiar les expectatives del que els astrònoms podrien veure quan miren un Júpiter calent que no s'ha estudiat abans. El llançament del telescopi insígnia de notícies de la NASA', el telescopi espacial James Webb, previst per al 18 de desembre, ha emocionat els caçadors d'exoplanetes perquè Webb pot veure en un rang molt més ampli de llum infraroja i permetrà una visió molt més gran. visió detallada dels exoplanetes, inclosos els Júpiters calents.

& quot;Hi ha moltes coses que encara'no sabem sobre com es formen els planetes en general, i una de les maneres en què intentem entendre com podria passar això és mirant les atmosferes d'aquests calents. Júpiters i esbrinar com van arribar a ser on són," va dir Mansfield."Amb les dades del Hubble, podem mirar les tendències estudiant l'absorció d'aigua, però quan parlem de la composició de l'atmosfera en conjunt, hi ha moltes altres molècules importants que voleu mirar, com ara monòxid de carboni i diòxid de carboni, i JWST ens donarà l'oportunitat d'observar-los també."