Considerado un ultra caliente Júpiter – un lugar donde el hierro se vaporiza, se condensa en el lado de la noche y luego cae del cielo como lluvia – el ardiente WASP-76b como el infierno exoplaneta puede que haga más calor de lo que imaginaban los científicos.

Un equipo internacional, dirigido por científicos de la Universidad de Cornell, la Universidad de Toronto y la Queen’s University de Belfast, informa sobre el descubrimiento de calcio ionizado en el planeta, lo que sugiere una temperatura atmosférica más alta de lo que se pensaba anteriormente, o fuertes vientos en la atmósfera superior.

El descubrimiento se realizó en espectros de alta resolución tomados con Gemini North cerca de la cima de Mauna Kea en Hawai.

Los Júpiter calientes reciben su nombre por sus altas temperaturas debido a su proximidad a sus estrellas. WASP-76b, descubierto en 2016, está a unos 640 años luz de la Tierra, pero tan cerca de su estrella de tipo F, que es un poco más caliente que el sol, que el planeta gigante completa una órbita cada 1.8 días. Terrestre.

Los resultados de la encuesta son los primeros de un proyecto de varios años dirigido por Cornell, Exoplanets with Gemini Spectroscopy, o ExoGemS, que explora la diversidad de atmósferas planetarias.

“A medida que percibamos de forma remota docenas de exoplanetas, que abarcan un rango de masas y temperaturas, desarrollaremos una imagen más completa de la verdadera diversidad de mundos extraterrestres, desde aquellos lo suficientemente calientes como para albergar lluvia de hierro hasta otros con climas más moderados, desde los más pesados. que Júpiter a otros no mucho más grandes que la Tierra ”, dijo el coautor Ray Jayawardhana, Harold Tanner Decano de la Facultad de Artes y Ciencias de la Universidad de Cornell y profesor de astronomía.

«Es notable que con los telescopios e instrumentos actuales, ya podemos aprender mucho sobre las atmósferas – sus componentes, propiedades físicas, presencia de nubes e incluso patrones de viento a gran escala – de planetas que orbitan estrellas a cientos de años luz de distancia», Jayawardhana dijo.

El grupo detectó un trío raro de líneas espectrales en observaciones altamente sensibles de la atmósfera del exoplaneta WASP-76b, publicado en Cartas de revistas astrofísicas el 28 de septiembre y presentado el 5 de octubre en la reunión anual de la División de Ciencias Planetarias de la Sociedad Astronómica Estadounidense.

“Estamos viendo mucho calcio; es una característica muy fuerte ”, dijo la primera autora Emily Deibert, estudiante de doctorado en la Universidad de Toronto, cuyo asesor es Jayawardhana.

«Esta firma espectral de calcio ionizado podría indicar que el exoplaneta tiene vientos en la atmósfera superior muy fuertes», dijo Deibert. «O la temperatura atmosférica en el exoplaneta es mucho más alta de lo que pensamos».

Como el WASP-76b está bloqueado por mareas, en un lado siempre mirando hacia la estrella, tiene un lado nocturno permanente que exhibe una temperatura relativamente fría de 2400 grados. Fahrenheit temperatura media. Su lado diurno, frente a la estrella, tiene una temperatura promedio de 4400 grados F.

Deibert y sus colegas examinaron la zona de temperatura moderada, en el limbo del planeta entre el día y la noche. «El exoplaneta se mueve rápidamente en su órbita y así fue como pudimos separar su señal de la luz de las estrellas», dijo. «Puede ver que la huella de calcio en el espectro se mueve rápidamente junto con el planeta».

La investigación de ExoGemS, diseñada para estudiar 30 o más planetas, está dirigida por Jake Turner, miembro de Carl Sagan en NASAdel programa Hubble Fellowship, que se encuentra en el Departamento de Astronomía de Cornell (A&S) y también es asesorado por Jayawardhana.

Los astrónomos continúan profundizando en la comprensión de los exoplanetas, considerados solo un sueño hace dos décadas. «Nuestro trabajo, y el de otros investigadores, está allanando el camino para explorar las atmósferas de los mundos terrestres más allá de nuestro sistema solar», dijo Turner.

Referencia: «Detección de calcio ionizado en la atmósfera de Júpiter ultracaliente WASP-76b» por Emily K. Deibert, Ernst JW de Mooij, Ray Jayawardhana, Jake D. Turner, Andrew Ridden-Harper, Luca Fossati, Callie E. Hood , Jonathan J. Fortney, Laura Flagg, Ryan MacDonald, Romain Allart y David K. Sing, 28 de septiembre de 2021, Las cartas del diario astrofísico.
DOI: 10.3847 / 2041-8213 / ac2513

Otros autores del artículo incluyen a Ernst JW de Mooij de Queen’s University Belfast; Luca Fossati, de la Academia de Ciencias de Austria; Callie E. Hood y Jonathan J. Fortney, ambos de la Universidad de California, Santa Cruz; Romain Allart de la Universidad de Montreal; y David K. Sing de la Universidad Johns Hopkins. Los cornellianos incluyeron a los investigadores Andrew Ridden-Harper y Laura Flagg, ambos del grupo de Jayawardhana, y Ryan MacDonald. Partes de esta investigación fueron financiadas por la NASA.

Gemini North es parte del Observatorio Internacional Gemini, un programa NOIRLab de la National Science Foundation.