El elemento más pesado visto en la atmósfera de un exoplaneta: el bario

Los astrónomos han descubierto bario en la atmósfera de un exoplaneta distante. Con 56 protones, tienes que deslizar el dedo más abajo en la tabla periódica de lo que suelen hacer los astrónomos para encontrar bario. ¿Qué significa encontrar un elemento tan pesado en la atmósfera de un exoplaneta?

Esto significa que todavía estamos aprendiendo lo extraños que pueden ser los exoplanetas.

Hemos hecho un gran progreso en la ciencia de los exoplanetas desde que los astrónomos descubrieron los primeros planetas a mediados de la década de 1990; Ahora conocemos miles de ellos. En 2001, los investigadores que utilizaron datos del Hubble fueron los primeros en observar y determinar la atmósfera de un exoplaneta. sodio. Algunos dijeron que fue suerte y que no volvería a suceder. Oh chico, estaban equivocados.

Ahora tenemos la capacidad de describir las atmósferas de los exoplanetas con más detalle que nunca. El Very Large Telescope (VLT) del Observatorio Europeo Austral (ESO) es uno de nuestros telescopios más potentes. Café exprés El espectrógrafo Echelle para observaciones espectroscópicas estables y exoplanetas rocosos proporciona evidencia de bario En la atmósfera de dos gigantes gaseosos sobrecalentados.

estudiar es»Detección de bario en la atmósfera de gigantes gaseosos sobrecalentados WASP-76b y WASP-121b. El autor principal es Tomas Azevedo Silva, estudiante de doctorado en la Universidad de Oporto y el Instituto Astronómico e Ciências do Espaço (IA) en Portugal.La Revista de Astronomía y Astrofísica publicó la investigación.

WASP-76b y WASP-121b son exoplanetas súper calientes. WASP-76b estuvo en las noticias debido al descubrimiento informado de hierro en su atmósfera y la exposición potencial de este planeta gradualmente cerrado. lluvia de hierro. Los estudios de seguimiento han ofrecido otras interpretaciones de los datos, pero el planeta sigue siendo de gran interés para los científicos de exoplanetas.

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Esta ilustración de WASP-76b se basa en los datos disponibles en mayo de 2020. Como objeto de gran importancia, siguen llegando datos.  Crédito de la imagen: por Turle - Trabajo propio, CC BY-SA 4.0, https://commons.wikimedia.  org/w/index.php?  curido = 89954341
Esta ilustración de WASP-76b se basa en los datos disponibles en mayo de 2020. Como objeto de gran importancia, siguen llegando datos. Crédito de la imagen: por Turle – Trabajo propio, CC BY-SA 4.0, https://commons.wikimedia. org/w/index.php? curido = 89954341

WASP-121b también es digno de mención. Es el primer exoplaneta donde los investigadores han encontrado vapor de agua en la estratosfera. Ambos planetas están muy cerca de sus estrellas y tienen períodos orbitales de menos de dos días. Ambos planetas orbitan estrellas similares al Sol, con temperaturas superiores a los 1000 °C (1830 °F).

Concepto artístico de Júpiter caliente WASP-121b.  Un nuevo estudio encontró bario en su atmósfera.  Imagen creada con Engine House VFX.  Crédito: Centro de Ciencias de Bristol/Universidad de Exeter
Concepto artístico de Júpiter caliente WASP-121b. Un nuevo estudio encontró bario en su atmósfera. Imagen creada con Engine House VFX. Crédito: Centro de Ciencias de Bristol/Universidad de Exeter

Se sabe que ambos planetas tienen atmósferas extrañas, pero el descubrimiento de bario ha despertado el interés por ellos. No hay una explicación lista para el bario en las atmósferas superiores de los planetas. «La parte confusa y contraria a la intuición es: ¿Por qué hay un elemento tan pesado en las atmósferas superiores de estos planetas?» dijo el autor principal Azevedo Silva.

Ambos planetas del tamaño de Júpiter tienen un fuerte tirón gravitacional que debería atraer elementos pesados ​​como el bario a sus superficies. Pero en cambio, el bario, que es más pesado que el hierro, se encuentra en las altas atmósferas de ambos planetas. «Dada la alta gravedad de los planetas, esperaríamos que elementos pesados ​​como el bario cayeran rápidamente en las capas inferiores de la atmósfera», explicó el coautor Olivier Demangon, otro investigador de la Universidad de Oporto y el IA.

El bario no está allí por sí solo. Las atmósferas de estos planetas son una extraña mezcla de sustancias químicas que son ajenas a nuestra atmósfera. Los investigadores no estaban buscando bario cuando lo encontraron; Estaban estudiando atmósferas extraterrestres como parte de sus esfuerzos por restringir la composición y la dinámica de la atmósfera. También querían sentar «… las bases para nuevas investigaciones sobre los entornos de su formación y evolución», afirma su artículo.

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«Este fue de alguna manera un descubrimiento ‘accidental'», dice Azevedo Silva. «No esperábamos ni buscábamos bario en particular y tuvimos que verificar si esto realmente provenía del planeta porque nunca antes se había visto en ningún exoplaneta. El equipo también encontró vanadio, litio, manganeso y otros elementos en la atmósfera, pero el bario es el elemento más pesado jamás encontrado en la atmósfera de un exoplaneta.

Los dos planetas del estudio encajan bien con la investigación atmosférica. ¿Es el hallazgo de bario en estas atmósferas una señal que podemos esperar encontrar en otros Júpiter supercalientes? Pueden. “WASP-76b y WASP-121b representan algunos de los conjuntos de datos S/N más altos actualmente disponibles, y presencias en ambos
de los planetas estudiados puede indicar que estos tipos pesados ​​podrían ser comunes en las atmósferas extremadamente calientes de Júpiter”, afirma el artículo.

No hay bario en la atmósfera de la Tierra a menos que veamos un espectáculo de fuegos artificiales. ¿Cómo llegaste a la atmósfera superior de estos planetas? «Por el momento, no estamos seguros de los mecanismos», explicó Demangon.

El equipo no exagera cuando se trata de estos mecanismos. En su artículo, escribieron: «La presencia de estas especies ionizadas pesadas a gran altura en las atmósferas extremadamente calientes de Júpiter puede ser evidencia de una dinámica atmosférica inesperada». Investigaciones posteriores revelarán cuáles son esas dinámicas. ¿Quién sabe qué descubrimientos nos esperan en este ambiente?

El escape planetario puede jugar un papel en el descubrimiento. ¿Hay un mecanismo desconocido que empuja objetos pesados? Las observaciones muestran que el calcio detectado en WASP-121b parece extenderse mucho más allá del lóbulo de Roche en el planeta Tierra. «Finalmente, también confirmamos la aparente ventaja de absorción asimétrica de Ca+ en WASP-121b, con un exceso de absorción en longitudes de onda más azules y radios planetarios efectivos fuera de Roche-Lobe, lo que indica que la señal puede originarse en el escape de la atmósfera planetaria».

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Este no será el último equipo de investigadores en estudiar estos planetas. Los planetas gigantes gaseosos cerca de sus estrellas brindan una excelente oportunidad para estudiar su atmósfera a medida que la luz de las estrellas los atraviesa. Y dado que el período orbital es de menos de dos días, ambos planetas se pueden observar fácilmente con telescopios e instrumentos potentes. «Debido a que es gaseoso y caliente, su atmósfera es muy alargada y, por lo tanto, más fácil de observar y estudiar en comparación con los planetas más pequeños o más fríos», dijo Dimanjohn.

Sin embargo, hay motivos para tener cierta cautela con respecto a estos hallazgos. Cuando los investigadores descubrieron hierro en WASP-76b, y ese hierro puede caer como lluvia, la gente se dio cuenta. No es fácil imaginar un mundo tan diferente al nuestro en el que pudiera llover hierro. Pero el descubrimiento de la lluvia de hierro fue llamado a cuestionar A través de otro estudio. En este momento, los científicos no están seguros de si hubo lluvia de hierro.

¿Se preguntarán más investigaciones acerca de esta detección de bario?

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