No todos los días podemos hablar de una noticia sobre planetas extrasolares que tenga como protagonista a nuestro país. Recientemente, dos equipos internacionales han confirmado por primera vez la presencia de potasio en la atmósfera de dos exoplanetas gracias al instrumento OSIRIS del telescopio GTC (Gran Telescopio Canarias). Se trata de un enorme triunfo para la astrofísica española y para el equipo del GTC, especialmente para todos aquellos involucrados en el desarrollo de OSIRIS.

Los resultados han sido obtenidos por dos equipos de investigadores: por un lado, el grupo liderado por Eric Ford (Universidad de Florida) ha estudiado el exoplaneta HD 80606b, mientras que el otro grupo, con David Sing (Universidad de Exeter) a la cabeza hizo lo propio con el planeta XO-2b.

Con cuatro veces la masa de Júpiter, HD 80606b se encuentra situado a 190 años luz de la Tierra, orbitando una estrella de tipo solar (G5) que a su vez forma parte de un sistema binario. Es muy famoso en el mundillo exoplanetario, ya que se trata del exoplaneta con la órbita más excéntrica conocida. Los tremendos cambios térmicos que experimenta el apodado «planeta cometa» han permitido realizar un «mapa» de las temperaturas superficiales a partir de los datos del telescopio infrarrojo Spitzer.

Modelo térmico de HD 80606b realizado a partir de observaciones del Spitzer. El planeta oscila entre los -20º C en el apoastro y los 1200º C en el periastro (NASA).

Órbita de HD 80606b (Wikipedia).

XO-2b es otro júpiter caliente y, al igual que HD 80606b, su temperatura superficial alcanza los 1000º C. Orbita una estrella roja (K0) situada a 486 años luz y, pese a que su masa es de 0,57 veces la de Júpiter, su diámetro es similar al del gigante joviano. Es decir, estamos ante un «planeta hinchado» con una densidad media muy baja.

Curva de luz del tránsito de XO-2b (D. K. Sing et al.).

Observaciones de XO-2b por OSIRIS (barras) frente a un modelo de espectro (D. K. Sing et al.).

Modelo atmosférico de XO-2b. Este planeta parece ser un mundo de transición entre planetas que presentan inversión atmosférica de temperaturas (como la Tierra) y los que no (D. K. Sing et al.).

La detección de potasio en júpiteres calientes había sido predicha desde hacía mucho tiempo por distintos modelos y su detección confirma la validez de algunos de ellos. Estos modelos predicen que estos planetas presentan una apariencia muy oscura en el espectro visible debido a la absorción de radiación por parte de estos metales, lo que a su vez explicaría el aumento de volumen de la atmósfera.

La tecnología actual nos permite estudiar de forma limitada la atmósfera de los planetas detectados por el método del tránsito. En concreto, resulta posible detectar líneas de absorción de metales alcalinos (sodio y potasio entre ellos) presentes en la atmósfera planetaria, aunque hay que tener en cuenta que no se puede analizar el espectro del planeta individualmente, sino que éste se halla mezclado con el de la estrella. Por lo tanto, resulta muy complejo analizar este espectro combinado, no sólo por la tremenda sensibilidad y resolución requeridas, sino también porque la presencia de posibles lunas exoplanetarias o manchas estelares pueden distorsionar la curva de luz del tránsito. Hace ya ocho años, el Hubble detectó la presencia de sodio en el planeta HD 209458b. Este metal también se ha encontrado en otros exoplanetas, como es el caso de HD 189733b o HD 209458b. Sin embargo, el potasio se había resistido a ser descubierto. Hasta ahora.

Lo interesante de estos descubrimientos no es tanto la importancia de la presencia de metales alcalinos en exoplanetas como el hecho de que hoy en día podemos estudiar la composición de mundos situados fuera del Sistema Solar utilizando telescopios terrestres, algo que se consideraba imposible hace apenas unos años. Al comprender las características del sodio y potasio en planetas extrasolares podremos refinar los modelos atmosféricos y, con el tiempo, comprender un poco mejor estos cuerpos.

Más información:

• Probing potassium in the atmosphere of HD 80606b with tunable filter transit spectrophotometry from the Gran Telescopio Canarias, Knicole D. Colon et al. (agosto 2010).
• GTC OSIRIS Transiting Exoplanet Atmospheric Survey: Detection of potassium in XO-2b from spectrophotometry, D. K. Sing et al. (agosto 2010).