La variedad de los jupíteres calientes

Una gran cantidad de los planetas extrasolares descubiertos hasta la fecha son gigantes gaseosos situados muy cerca de su estrella. Se trata de los conocidos como jupíteres calientes. Es un tipo de planeta que tampoco es que sea muy común en la Galaxia, pero que resulta muy fácil de detectar con los métodos más habituales para descubrir exoplanetas. Ahora bien, ¿son todos estos mundos iguales? Hasta hace muy poco no teníamos forma de saberlo dada la enorme distancia a la que se hallan, pero una serie de observaciones ha permitido averiguar que, efectivamente, existen varias clases de jupíteres calientes. Y, como suele ocurrir en ciencia, el descubrimiento se ha producido un poco por casualidad.

Representación artística de diez jupíteres calientes estudiados por el telescopio Hubble (NASA/ESA).
Representación artística de diez jupíteres calientes estudiados por el telescopio Hubble. Todos parecen ser distintos (NASA/ESA).

Todo comenzó con los datos que el telescopio espacial Hubble obtuvo sobre tres jupíteres calientes: HD 209458 b, HD 189733 b y  WASP-12 b. No podemos ver estos planetas directamente, pero usando la ingeniosa técnica conocida como espectroscopía de transmisión los astrónomos son capaces de detectar la presencia de ciertos compuestos químicos en las atmósferas de estos mundos. O, lo que es lo mismo, podemos determinar su composición sin verlos. El caso es que al analizar los datos de Hubble los investigadores comprobaron que los tres planetas tenían menos agua de la prevista. El agua es uno de los compuestos más comunes del Universo y su poca cantidad podría indicar que se han formado a partir de un disco protoplanetario pobre en esta sustancia, lo que quizás podría arrojar algo de luz sobre su misteriosa formación.

Pero hay otra posibilidad, y es que el contenido de agua de estos planetas sea más o menos normal -y, por lo tanto, que las condiciones de formación fueran similares a nuestro sistema solar-, pero que estén cubiertos por capas de nubes o nieblas. Las nubes ocultarían la firma en el infrarrojo del agua, creando la falsa impresión de que se trata de planetas más ‘secos’ de lo normal. Eso sí, teniendo en cuenta las altas temperaturas de estos planetas, que nadie se imagine nieblas y nubes ‘normales’. Los modelos sugieren que las neblinas podrían estar formadas por silicatos y hierro en el caso de los mundos más ‘fríos’ (1000 K), o de óxido de aluminio para los más calientes (3000 K). Sí, estamos hablando de planetas tan calientes que llueve metal, cristal y roca fundida del cielo.

Para resolver el misterio del agua de una vez por todas, otro grupo de investigadores observó diez jupíteres calientes con el Hubble durante durante nada más y nada menos que 124 órbitas seguidas (!). El resultado fueron diez espectros de transmisión muy distintos (los diez planetas fueron elegidos por sus altas temperaturas y gran tamaño, por lo que deben tener atmósferas muy extensas que facilitan la detección de espectros de transmisión). Como era de esperar, finalmente los jupíteres calientes parecen tener la misma proporción de agua que los planetas de nuestro sistema solar, pero están cubiertos por nubes y nieblas que no dejan verla, al igual que ocultan otros compuestos que se hallan en capas inferiores, pero todos -al menos estos diez- parecen ser muy diferentes entre sí.

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Distintos espectros de los jupíteres calientes estudiados (Sing et al.).

Así que ahora sabemos que hay jupíteres calientes con nubes, otros con nieblas y otros con capas de sodio y potasio a gran altura. No tenemos forma de saber si tienen bandas y cinturones como Júpiter, pero probablemente aquellos que tengan sodio en sus capas exteriores presenten un color rojo o anaranjado. Otros pueden ser azules por la presencia de silicatos o cristal, un mecanismo muy distinto al que causa que Urano y Neptuno tengan un tono turquesa (que no es otro que la abundancia de metano). Por último, los que tengan aerosoles formados por partículas de gran tamaño serían grises o blanquecinos. Vamos, un auténtico arcoiris de planetas gaseosos. No obstante, es importante destacar que desconocemos la verdadera apariencia o color de los mundos estudiados por el Hubble con la excepción de HD 189733 b, apodado el ‘planeta azul’, un mundo que probablemente debe su color a la presencia de nubes de cristal.

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Los diez planetas tienen nubes o nieblas, pero son todos distintos entre sí. Atención a las enormes barras de error (Sing et al.).

Curiosamente, no se ha detectado óxido de titanio en los planetas más calientes tal y como predecían los modelos, lo que es un pequeño misterio (o quizá es porque la muestra sigue siendo muy pequeña). En definitiva, los jupíteres calientes son tan complejos y diversos como los planetas del sistema solar, sino más, lo que, pensándolo bien, no es tan sorprendente. Pero lo mejor está por llegar: el futuro telescopio James Webb será capaz de estudiar las atmósferas de estos planetas con una precisión nunca vista. Y seguro que habrá sorpresas.

Referencias:



27 Comentarios

    1. Por lo que comenta Daniel, debe haber la misma proporción de agua que en nuestro Sistema Solar. No obstante, en estos cuerpos se han detectado capas de nubes aún más elevadas que impiden que la detectemos. Saludos.

    2. Por otro lado, es cierto lo que comentas. A temperaturas muy altas el agua debería disociarse. No recuerdo la cifra exacta pero estoy seguro de que la molécula de agua resiste los 1000K. Los 3000K ya no lo tengo claro.

  1. el vapor de agua a altísimas temperaturas sigue siendo eso: un enlace covalente con ángulo de 104,45° que llamamos H2O y es agua con una distancia-energía del enlace iónico a 0.09 nanómetros, acá y en Saturno.

  2. Ola, qué grande el Hubble!! Ahí sigue aportando valiosa información. Pocos artilugios humanos han aportado tanto conocimiento de lo que está lejos…y aun más lejos…

    1. Juan, no está «fuera de tema», es interesante. Daniel nos habló de esta cuestión en su día, siento no poder poner los enlaces correspondientes con mi triste móbil pero si rebuscas un poco en el blog encontrarás alguna explicación posible sobre la migración de estos gigantes gaseosos hacia su posición actual.

      Un saludo.

  3. De hecho se piensa que Jupiter podría haber acabado siendo un tipo de planeta así, arrasando con todos los planetas rocosos del sistema solar interior, pero gracias a que existe Saturno esto no pasó.

  4. Bonito el spanglish bro. Jupíteres es la translación del inglés, ¿no? Ya que Júpiteres suena muy feo. All good. OK. We r’ see later.

      1. He de reconocer que lo de «jupíteres» fue lo primero que me llamó la atención del post …
        Pero conociéndote, estaba prácticamente seguro de que ésa era la forma correcta …

        1. Hay que reconocer que ni me había fijado. Yo pronuncio siguiendo la lógica y no a la RAE. Bastante tengo con esa manía que tienen de castellanizar los nombres de todos los astros del Universo.

  5. Llevo un par de dias con un par de dudas (como iempre, perdon por el off-topic).
    1. Sé como funciona un reactor nuclear (en la tierra o en cualquier parte). Aqui, usamos el calor del reactor para calentar agua que mueve una turbina. No se por que pero no me parece lo mas adecuado para hacer en el espacio. ¿Alguien puede decirme como se genera en el espacio energia electrica a partir de la nuclear? (Por favor, no publiquen enlaces al articulo de Daniel sobre los reactores, pues ahí no encuentro nada respecto a ello).

    2. Se que actualmente existen tecnicas para obtener materiales de construccion (cemento) a partir de los materiales de Marte, pero… ¿Que hay de la luna? ¿Existe en esta materisl para fabricar no estructuras de superficie, sino estructuras para vehículos? (Estoy divagando acerca de la viabilidad de la luna como astillero espacial para lanzarnos al sistema solar)

    1. 1 – En los reactores que se han lanzado al espacio no se ha usado agua como refrigerante dado que esta se pone a alta presión en cuanto la calientas mucho. Si no me equivoco, todos han usado NaK. Y no se usa tampoco un turbina, que se puede estropear fácilmente por tener piezas móviles, sino efecto termoeléctrico (la diferencia de temperatura crea directamente electricidad, es un proceso mucho menos eficiente que una turbina pero con la ventaja de que no se estropea fácilmente).
      2 – Ni idea.

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Por Daniel Marín
Publicado el ⌚ 26 enero, 2016
Categoría(s): ✓ Astronomía • Exoplanetas