El telescopio espacial James Webb vuelve a estar en el centro de la atención de la comunidad científica. Esta vez, los astrónomos han aprovechado sus capacidades para observar durante un periodo prolongado el exoplaneta WASP-121b, conocido desde hace tiempo por sus fenómenos atmosféricos inusuales. Como resultado, no solo se logró registrar la fuga de su atmósfera, sino también descubrir dos largas estructuras de helio que se extienden hacia el espacio, alcanzando decenas de radios del propio planeta.
WASP-121b es un llamado Júpiter ultracaliente que orbita su estrella en solo 1,275 días. Su masa supera a la de Júpiter y su radio es casi el doble. La temperatura en su superficie alcanza los 2350 kelvin, lo que hace que la atmósfera del planeta sea extremadamente inestable y vulnerable a la intensa radiación de su estrella. Precisamente esta circunstancia ha provocado la formación de colas inusuales que ahora se han podido estudiar con detalle.
Durante casi 37 horas, el telescopio registró los cambios en el espectro asociados a la absorción de helio. Este extenso periodo de observación permitió a los científicos seguir la dinámica de la fuga atmosférica tanto durante el tránsito del planeta frente al disco de su estrella como en otros momentos de su órbita. Esto supone un auténtico avance en el estudio de las atmósferas exoplanetarias.
Corrientes atmosféricas
El análisis de los datos reveló que en WASP-121b se forman dos corrientes de helio. La primera, denominada corriente delantera, aparece delante del planeta y se caracteriza por un rápido incremento en la densidad. Los científicos suponen que parte de este gas podría incluso regresar hacia la estrella, iniciando la acreción en la cuarta posición de Lagrange. La segunda corriente, la trasera, se extiende detrás de la exoplaneta y se dispersa gradualmente bajo la influencia del viento estelar.
Entre estas corrientes se encuentra el propio planeta, que presenta una termosfera extraordinariamente inflada. Su atmósfera está tan expandida que excede los límites del lóbulo de Roche, lo que indica intensas interacciones de marea entre WASP-121b y su estrella. Fenómenos similares solo habían sido observados de forma parcial anteriormente, pero ahora se ha logrado obtener una imagen completa de lo que ocurre.
La longitud de las colas de helio es impresionante: se extienden hasta 107 radios del exoplaneta, lo que equivale a aproximadamente 0,1 unidades astronómicas. Esta distancia es comparable a la que hay entre la Tierra y el Sol, resaltando la magnitud de los procesos observados.
Procesos hidrodinámicos
La causa de esta potente fuga atmosférica es la disipación hidrodinámica provocada por el calentamiento extremo y las fuerzas de marea. Estos procesos hacen que no solo los elementos más ligeros, como el hidrógeno y el helio, sino también sustancias más pesadas, incluidos los metales alcalinos, escapen de la atmósfera del planeta y se pierdan en el espacio interestelar.
Anteriormente, WASP-121b ya había sido objeto de intensos estudios. En su atmósfera se detectaron estratósfera, nubes de titanato de calcio e incluso monóxido de silicio. Sin embargo, un análisis tan detallado de la estructura de los flujos atmosféricos solo fue posible gracias a las capacidades únicas del James Webb y a la duración de las observaciones.
Los resultados obtenidos ofrecen una nueva perspectiva sobre la evolución de los exoplanetas que orbitan cerca de sus estrellas. También ayudan a explicar por qué algunos planetas pierden una parte significativa de su atmósfera y adquieren características inusuales, diferentes a las de los gigantes gaseosos que conocemos.
Nuevos horizontes
El descubrimiento de un complejo sistema de colas de helio en WASP-121b representa un avance importante para comprender los procesos que ocurren en exoplanetas bajo condiciones extremas. Ahora los astrónomos pueden no solo registrar la propia pérdida de atmósfera, sino también analizar su estructura, velocidad y composición. Esto abre nuevas oportunidades para buscar y estudiar otros objetos similares en nuestra galaxia.
En los próximos años se planea continuar con las observaciones de WASP-121b y otros júpiteres ultra calientes. Los científicos esperan que los nuevos datos permitan precisar los mecanismos de formación de las colas y su influencia en el destino de los exoplanetas. Además, este tipo de investigaciones podría arrojar luz sobre el origen de las anomalías estadísticas en la distribución de exoplanetas según su masa y radio.
Quedan interrogantes: ¿cuánto tiempo podrá el planeta conservar al menos parte de su atmósfera? ¿Qué otros elementos podrían descubrirse en sus colas? Es posible que las respuestas a estos enigmas lleguen en un futuro cercano.
La huella española
Cabe destacar que entre el equipo internacional de investigadores que trabajó con los datos de James Webb también participaron astrónomos españoles. Su aporte fue fundamental para la interpretación de los datos espectrales y la elaboración de modelos de los flujos atmosféricos. España sigue consolidando su posición en el ámbito de la investigación espacial, participando en algunos de los proyectos más avanzados de la actualidad.
En los últimos años, observatorios y centros científicos españoles colaboran activamente con las principales agencias internacionales, lo que permite que especialistas del país estén a la vanguardia de los descubrimientos astronómicos. WASP-121b es solo uno de los ejemplos en que científicos españoles figuran entre los autores de publicaciones destacadas.
Estos logros impulsan el desarrollo científico en España y atraen la atención de jóvenes talentos hacia la astronomía y las tecnologías espaciales. En el futuro, se esperan nuevos descubrimientos en los que los investigadores españoles desempeñarán un papel clave.
Por si no lo sabía, el telescopio espacial James Webb (James Webb Space Telescope) es el mayor y más avanzado telescopio infrarrojo lanzado en 2021 por un consorcio internacional formado por la NASA, la ESA y la Agencia Espacial Canadiense. Su principal objetivo es estudiar el universo temprano, los exoplanetas y los procesos de formación de estrellas y galaxias. Gracias a sus instrumentos únicos, el James Webb permite obtener datos inaccesibles para otros observatorios y abre nuevos horizontes para la astronomía. Los científicos españoles participan regularmente en proyectos relacionados con este telescopio y aportan una contribución significativa en la interpretación de los resultados obtenidos.
