jueves, 27 de febrero de 2014

Detección de vapor de agua en la atmósfera de un Júpiter caliente

Aunque el agua líquida cubre la mayor parte de la superficie de la Tierra, los científicos la siguen buscando fuera de nuestro Sistema Solar, sobre otros exoplanetas. Los investigadores de Caltech y otras instituciones han utilizado una nueva técnica para analizar las atmósferas gaseosas de tales planetas extrasolares y han logrado detectar por primera vez vapor de agua en la atmósfera de un exoplaneta tipo Júpiter que orbita en torno a la cercana estrella tau Bootis. Esta técnica podría permitir detectar agua en planetas más similares al nuestro.

Anteriormente ya se había detectado vapor de agua en varios planetas, pero estas detecciones sólo podían tener lugar en circunstancias muy específicas.

"Cuando un planeta transita delante de su estrella madre se puede detectar vapor de agua y otros elementos", comenta Alexandra Lockwood, autora de este estudio. "Esta transición también nos permite estudiar las características de la atmósfera del exoplaneta si éste se encuentra lo suficientemente lejos de su estrella".

Sin embargo, una gran cantidad de los exoplanetas descubiertos no se ajustan a estas dos características, y los científicos no sabían cómo podían estudiar las atmósferas de estos mundos. Para resolver este problema
Lockwood y su asesor Geoffrey Blake , profesor de ciencias planetarias y cosmoquímica han aplicado una nueva técnica para encontrar agua en las atmósferas planetarias. Otros investigadores habían utilizado métodos similares con anterioridad para detectar monóxido de carbono en tau Bootis b.


El método de velocidad radial para detectar exoplanetas está basado en la detección de variaciones en la velocidad de la estrella central, debido a la cambiante dirección de la fuerza gravitacional desde un (invisible) exoplaneta a medida que orbita la estrella. Cuando la estrella se mueve hacia nosotros su espectro se torna azul, mientras que al alejarse se torna rojo. A través de la regular observación del espectro de una estrella -y midiendo así cualquier cambio en su velocidad– es posible detectar si se mueve periódicamente debido a la influencia de un acompañante que no puede ser visto.


Lockwood , Blake y sus colegas ampliaron la técnica de la velocidad radial en el infrarrojo para determinar la órbita de tau Bootis b alrededor de su estrella , y han añadido un nuevo análisis de los cambios de luz a través del análisis del espectro de la luz mediante espectroscopía. Puesto que cada compuesto emite en una longitud de onda diferente, esta firma de luz única permite a los investigadores analizar las moléculas que componen la atmósfera del planeta. Utilizando los datos aportados por el Espectrógrafo del Infrarrojo Cercano ( NIRSPEC ) ubicado en Observatorio WM Keck en Hawai, los investigadores fueron capaces de comparar la firma molecular del agua para el espectro de luz emitida por el planeta, lo que confirma que la atmósfera, efectivamente, posee  vapor de agua.

Este método permite además determinar la masa real del exoplaneta y de la estrella. Previamente, con el método de la velocidad radial sólo se podía determinar la masa aproximada del cuerpo, pero analizando la firma espectral podemos obtener una cifra más exacta. Estos datos nos ayudan a comprender cómo se forman y evolucionan los planetas.

Aunque esta técnica promete aumentar el datos que disponemos sobre los exoplanetas, también cuenta con sus limitaciones. Por ejemplo, la técnica se limita actualmente a los llamados " Júpiter calientes " planetas gigantes gaseosos como tau Bootis b, mundos que son grandes y orbitan muy cerca de su estrella madre. Pero estas limitaciones pueden desaparecer en el futuro con la elaboración de mejores instrumentos de observación. Aún así, se espera poder obtener más datos sobre los exoplanetas conocidos como súper-Tierras. Para los planetas de tamaño terrestre habrá que esperar a la nueva generaciones de telescopios como el Telescopio Espacial James Webb y el Telescopio de Treinta Metros (TMT) nos permitirán examinar planetas mucho más fríos que están más distantes de sus estrellas y donde es más probable que exista agua líquida.


Más información en el enlace.

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