Medidos vientos supersónicos extremos en un planeta fuera de nuestro Sistema Solar
21 de Enero de 2025
Un equipo internacional especializado en astronomía ha descubierto vientos extremadamente potentes que golpean el ecuador de WASP-127b, un exoplaneta gigante. Los vientos, que alcanzan velocidades de hasta 33.000 km/h, constituyen el chorro de corriente más rápido de su tipo jamás medido en un planeta. El descubrimiento se realizó utilizando el Very Large Telescope (VLT de ESO) del Observatorio Europeo Austral (ESO) en Chile y proporciona información única sobre los patrones climáticos de un mundo distante.
Los tornados, ciclones y huracanes causan estragos en la Tierra, pero ahora la comunidad científica ha detectado vientos planetarios a una escala completamente diferente, lejos del Sistema Solar. Desde su descubrimiento en 2016, la comunidad astronómica ha estado investigando el clima de WASP-127b, un planeta gaseoso gigante ubicado a más de 500 años luz de la Tierra. El planeta es ligeramente más grande que Júpiter, pero tiene solo una fracción de su masa, lo que lo convierte en un planeta "hinchado". Un equipo internacional de astrónomas y astrónomos ha hecho un descubrimiento inesperado: los vientos supersónicos están causando estragos en el planeta.
"Parte de la atmósfera de este planeta se mueve hacia nosotros a gran velocidad, mientras que otra parte se aleja de nosotros a la misma velocidad", declara Lisa Nortmann, científica de la Universidad de Göttingen (Alemania) y autora principal del estudio. “Esta señal nos muestra que hay una corriente de viento supersónico muy rápido alrededor del ecuador del planeta".
A 9 km por segundo (que está cerca de la friolera de 33.000 km/h), estos chorros de vientos o jets se mueven a casi seis veces la velocidad a la que gira el planeta [1]. "Esto es algo que no habíamos visto antes", afirma Nortmann. Es el viento más rápido jamás medido en un chorro de corriente moviéndose alrededor de un planeta. En comparación, el viento más rápido jamás medido en el Sistema Solar se detectó en Neptuno, con una velocidad de 'sólo' 0,5 km por segundo (1800 km/h).
El equipo, cuya investigación se publicó en la revista Astronomy & Astrophysics, cartografió el clima y la composición de WASP-127b utilizando el instrumento CRIRES+, instalado en el VLT de ESO. Al medir cómo viaja la luz de la estrella anfitriona a través de la atmósfera superior del planeta, lograron rastrear su composición. Sus resultados confirman la presencia de moléculas de vapor de agua y monóxido de carbono en la atmósfera del planeta. Pero cuando el equipo rastreó la velocidad de este material en la atmósfera, observaron, para su sorpresa, un doble pico, lo que indica que un lado de la atmósfera se está moviendo hacia nosotros y el otro se está alejando de nosotros a gran velocidad. Los investigadores concluyen que este resultado inesperado podría explicarse por la presencia de potentes chorros de corrientes de viento presentes alrededor del ecuador.
Al seguir construyendo su mapa meteorológico, el equipo también descubrió que los polos son más fríos que el resto del planeta. También hay una ligera diferencia de temperatura entre los lados matutino y vespertino de WASP-127b. "Esto demuestra que el planeta tiene patrones climáticos complejos, al igual que la Tierra y otros planetas de nuestro propio sistema", añade Fei Yan, coautor del estudio y profesor de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China.
El campo de la investigación de exoplanetas está avanzando rápidamente. Hasta hace unos años, la comunidad astronómica solo podía medir la masa y el radio de los planetas fuera del Sistema Solar. En la actualidad, telescopios como el VLT de ESO ya permiten a la comunidad científica cartografiar el clima en estos mundos distantes y analizar sus atmósferas. "Comprender la dinámica de estos exoplanetas nos ayuda a explorar mecanismos como la redistribución del calor y los procesos químicos, mejorando nuestra comprensión de la formación de planetas y, potencialmente, arrojando luz sobre los orígenes de nuestro propio Sistema Solar", declara David Cont, de la Universidad Ludwig Maximilian de Múnich (Alemania) y coautor del artículo.
Curiosamente, en la actualidad, este tipo de estudios solo pueden realizarse desde observatorios terrestres, ya que los instrumentos que se encuentran en los telescopios espaciales no tienen la precisión de velocidad necesaria. El Extremely Large Telescope de ESO, que se está construyendo cerca del VLT, en Chile, y su instrumento ANDES, permitirán a la comunidad investigadora profundizar aún más en los patrones climáticos de planetas lejanos. "Esto significa que probablemente podamos resolver detalles aún más finos de los patrones de viento y ampliar esta investigación a planetas rocosos más pequeños", concluye Nortmann.
Notas
[1] Si bien el equipo no ha medido directamente la velocidad de rotación del planeta, esperan que WASP-127b esté bloqueado por la fuerza de marea, lo que significa que el planeta tarda tanto en girar alrededor de su propio eje como en orbitar la estrella. Sabiendo cuál es el tamaño del planeta y cuánto tiempo tarda en orbitar su estrella, pueden inferir la velocidad a la que gira.
Información adicional
Este trabajo de investigación se ha presentado en el artículo "CRIRES+ transmission spectroscopy of WASP-127b. Detection of the resolved signatures of a supersonic equatorial jet and cool poles in a hot planet", publicado hoy en Astronomy & Astrophysics (doi: xxxx).
El equipo está compuesto por L. Nortmann (Instituto de Astrofísica y Geofísica, Universidad Georg-August, Gotinga, Alemania [IAG]); F. Lesjak (IAG); F. Yan (Departamento de Astronomía, Universidad de Ciencia y Tecnología de China, Hefei, China); D. Cont (Observatorio Universitario, Facultad e Física, Universidad Ludwig-Maximilians, Múnich, Alemania; Clúster de Excelencia Origins, Garching, Alemania); S. Czesla (Observatorio Estatal Tautenburg de Turingia, Alemania [TLS]); A. Lavail (Instituto de Investigación en Astrofísica y Planetología, Universidad de Toulouse, Francia); A. D. Rains (Departamento de Física y Astronomía, Universidad de Uppsala, Suecia [Uppsala University]); E. Nagel (IAG); L. Boldt-Christmas (Uppsala University); A. Hatzes (TLS); A. Reiners (IAG); N. Piskunov (Uppsala University); O. Kochukhov (Uppsala University); U. Heiter (Uppsala University); D. Shulyak (Instituto de Astrofísica de Andalucía, Glorieta de la Astronomía, España); M. Rengel (Instituto Max-Planck para la Investigación del Sistema Solar, Göttingen, Alemania); y U. Seemann (Observatorio Europeo Austral, Garching, Alemania).
El Observatorio Europeo Austral (ESO) pone a disposición de la comunidad científica mundial los medios necesarios para desvelar los secretos del Universo en beneficio de todos. Diseñamos, construimos y operamos observatorios de vanguardia basados en tierra -utilizados por la comunidad astronómica para abordar preguntas emocionantes y difundir la fascinación por la astronomía- y promovemos la colaboración internacional en astronomía. Establecida como organización intergubernamental en 1962, hoy ESO cuenta con el apoyo de 16 Estados Miembros (Alemania, Austria, Bélgica, Dinamarca, España, Finlandia, Francia, Irlanda, Italia, Países Bajos, Polonia, Portugal, Reino Unido, República Checa, Suecia y Suiza), junto con Chile, país anfitrión, y con Australia como socio estratégico. La sede de ESO y su planetario y centro de visitantes, el ESO Supernova, se encuentran cerca de Múnich (Alemania), mientras que el desierto chileno de Atacama, un lugar maravilloso con condiciones únicas para observar el cielo, alberga nuestros telescopios. ESO opera tres sitios de observación: La Silla, Paranal y Chajnantor. En Paranal, ESO opera el Very Large Telescope junto con su interferómetro VLTI (Very Large Telescope Interferometer), y telescopios de rastreo como VISTA. También en Paranal, ESO albergará y operará el Cherenkov Telescope Array South, el observatorio de rayos gamma más grande y sensible del mundo. En Chajnantor, junto con socios internacionales, ESO opera ALMA, una instalación que observa los cielos en el rango milimétrico y submilimétrico. En Cerro Armazones, cerca de Paranal, estamos construyendo "el ojo más grande del mundo para mirar el cielo": el Telescopio Extremadamente Grande de ESO (ELT, Extremely Large Telescope). Desde nuestras oficinas en Santiago (Chile), apoyamos el desarrollo de nuestras operaciones en el país y nos comprometemos con los socios chilenos y con la sociedad chilena.
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