WASP 121b, UN EXOPLANETA CALIENTE DE “METAL PESADO”

Por primera vez, se han detectado gases de metales pesados,​​como el magnesio y el hierro, flotando lejos de un exoplaneta, un planeta que orbita un Sol distante.
 ¿Por qué? Porque el planeta, que es casi tan grande como Júpiter, está orbitando peligrosamente cerca de su estrella.

Concepto artístico de WASP-121b, que orbita tan cerca de su estrella y es tan caliente que los gases de metales pesados ​​en su atmósfera escapan al espacio. 

Imagen vía Engine House VFX / At-Bristol Science Center / University of Exeter / JPL .
Se han descubierto exoplanetas, mundos que orbitan alrededor de otras estrellas, en una amplia variedad de tipos y tamaños, desde pequeños mundos rocosos hasta gigantes de gas caliente que orbitan cerca de sus estrellas. 
Me viene a la mente la frase «música de las esferas«, un antiguo concepto filosófico que consideraba los movimientos del Sol, la Luna y los planetas como una forma de música.
Si bien esa frase tiende a evocar pensamientos de melodías clásicas, un exoplaneta en particular parece encajar mejor en el género de heavy metal.
El planeta, WASP-121b, un cálido Júpiter a 900 años luz de la Tierra, orbita tan cerca de su estrella que su atmósfera superior es de 4,600 grados Fahrenheit (2,500 grados Celsius). 
La gravedad de su estrella anfitriona ha distorsionado el planeta en la forma oblonga de un fútbol americano. Descubierto por primera vez en 2015, el planeta tiene 1,8 veces la masa de Júpiter.
El Telescopio Espacial Hubble (HST) detectó gas que escapa del planeta, gas de hierro y magnesio, denominado «metales pesados».
Estos nuevos resultados fueron publicados el 1 de agosto en The Astronomical Journal.
La evidencia sugiere que la atmósfera inferior de WASP-121b es tan caliente que el hierro y el magnesio permanecen en un estado gaseoso.
Fluyen hacia la atmósfera superior, donde pueden escapar al espacio en los faldones de hidrógeno y gas helio. Esta es la primera vez que se observan tales gases escapando de un exoplaneta caliente de Júpiter. Como  dijo David Sing , investigador de la Universidad Johns Hopkins en Baltimore, Maryland:
Se han visto metales pesados ​​en otros Júpiter calientes antes, pero solo en la atmósfera inferior. Entonces no sabemos si están escapando o no. Con WASP-121b, vemos el magnesio y el gas de hierro tan lejos del planeta que no están unidos gravitacionalmente.
Los metales pesados ​​escapan en parte porque el planeta es tan grande e hinchado que su gravedad es relativamente débil. Este es un planeta que está siendo despojado activamente de su atmósfera.

 Vistas simuladas por computadora de WASP-121b, utilizando imágenes del telescopio espacial Spitzer de la NASA. Imagen vía NASA / JPL-Caltech / Aix-Marseille University (AMU) / Wikipedia.
¿Cómo ocurre este proceso? Primero, la estrella misma está más caliente que el sol, y la luz ultravioleta de la estrella calienta la atmósfera superior del planeta. El escape de hierro y gas de magnesio también puede ayudar a calentar la atmósfera aún más, según Sing: Estos metales harán que la atmósfera sea más opaca en el ultravioleta, lo que podría estar contribuyendo al calentamiento de la atmósfera superior”.
La atmósfera del planeta no solo se ve gravemente afectada, sino también el planeta. En realidad se está acercando al punto donde podría ser desgarrado por la gravedad de la estrella.
En este momento, sin embargo, se ha estirado en una forma de fútbol. WASP-121b ofrece una rara oportunidad de observación para los científicos, como señaló Sing: Elegimos este planeta porque es muy extremo. Pensamos que teníamos la oportunidad de ver escapar elementos más pesados. Hace tanto calor y es tan favorable de observar, que es la mejor opción para encontrar la presencia de metales pesados. Estábamos buscando principalmente magnesio, pero ha habido indicios de hierro en las atmósferas de otros exoplanetas. Sin embargo, fue una sorpresa verlo tan claramente en los datos y a tan grandes altitudes tan lejos del planeta.
Según Drake Deming , astrónomo de la Universidad de Maryland:
“Este planeta es un prototipo de Júpiter ultracaliente. Estos planetas están muy irradiados por sus estrellas anfitrionas, son casi como las estrellas mismas. El planeta está siendo evaporado por su estrella anfitriona hasta el punto de que podemos ver átomos de metal escapando de la atmósfera superior donde pueden interactuar con el campo magnético del planeta. Esto presenta una oportunidad para observar y comprender una física muy interesante.
Los Júpiter calientes tan cerca de su estrella anfitriona son muy raros. Los que están así de calientes son aún más raros aún. Aunque son raros, realmente se destacan una vez que los has encontrado. Esperamos aprender aún más sobre este extraño planeta”.
Estas observaciones de WASP-121b son parte de la encuesta del Programa de Tesoro Exoplanetario Comparativo Pancromático (PanCET). Es el primer estudio comparativo ultravioleta, visible e infrarrojo a gran escala de 20 exoplanetas diferentes, que varían en tamaño desde súper-Tierras (varias veces la masa de la Tierra) hasta Júpiter (más de 100 veces la masa de la Tierra).
 WASP-121b es un tipo de exoplaneta llamado Júpiter caliente, como HD 209458b (concepto del artista). Imagen vía NASA / ESA / G. Tocino (STScI) / N. Madhusudhan (UC).

Al estudiar WASP-121b y otros Júpiter calientes, los científicos pueden aprender más sobre cómo los planetas pierden sus atmósferas primordiales. Las atmósferas de los planetas que aún se forman tienden a consistir en gases más livianos, hidrógeno y helio. Pero esas atmósferas pueden desaparecer a medida que un planeta se acerca a su estrella. Como Sing explicó: “Los Júpiter calientes están hechos principalmente de hidrógeno, y el Hubble es muy sensible al hidrógeno, por lo que sabemos que estos planetas pueden perder el gas con relativa facilidad. Pero en el caso de WASP-121b, el gas de hidrógeno y helio está saliendo, casi como un río, y está arrastrando estos metales con ellos. Es un mecanismo muy eficiente para la pérdida de masa”.
  
WASP-121b también es un objetivo ideal para futuras observaciones del próximo telescopio espacial James Webb, que podrá examinar la atmósfera en busca de agua y dióxido de carbono, y ayudará a proporcionar un análisis más completo de todos los elementos químicos en la atmósfera. Esos datos ayudarán a los científicos a comprender mejor cómo se forman mundos como los Júpiter calientes, así como los sistemas planetarios en general.

Concepto artístico de WASP-121b, que los astrónomos describen como un exoplaneta de metales pesados . El planeta está tan caliente que los gases de magnesio y hierro, llamados «metales pesados» porque los pesos atómicos de estos elementos son mayores que los de hidrógeno o helio, escapan de su atmósfera. Mientras tanto, la gravedad de la estrella anfitriona está tirando del planeta y su atmósfera, extendiéndola en forma de fútbol. Imagen vía NASA / ESA / J. Olmsted (STScI) / Hubblesite.

En pocas palabras: WASP-121b es una especie de exoplaneta de un Júpiter caliente que rara vez se ve, un mundo tan caliente y tan cerca de su estrella que los gases de metales pesados ​​se están eliminando de su atmósfera y el planeta mismo se está estirando en forma de balón de fútbol.
Fuente: Earth Sky – publicado por Paul Scott Anderson en SPACE –
18. agosto.2019
Traducción libre de Soca

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