Webb de la NASA detecta remolinos de nubes arenosas en un planeta remoto

Esta ilustración muestra las nubes arremolinadas identificadas por el telescopio espacial James Webb en la atmósfera del exoplaneta VHS 1256 b. El planeta está a unos 40 años luz de distancia y orbita dos estrellas. Las nubes del planeta, que están llenas de polvo de silicato, se elevan, se mezclan y se mueven constantemente. Crédito: NASA, ESA, CSA, Joseph Olmsted (STScI) Detalles completos de la imagen

En solo unas pocas horas de observaciones, el telescopio espacial reveló una atmósfera dinámica en un planeta a 40 años luz de la Tierra.

Los investigadores que observan con el telescopio espacial James Webb de la NASA han identificado características de nubes de silicato en la atmósfera de un planeta distante. La atmósfera está en constante ascenso, mezclándose y moviéndose durante su día de 22 horas, trayendo material más caliente hacia arriba y empujando material más frío hacia abajo. Los cambios de brillo resultantes son tan dramáticos que es el objeto de masa planetaria más variable conocido hasta la fecha. El equipo, dirigido por Brittany Miles de la Universidad de Arizona, también realizó detecciones extraordinariamente claras de agua, metano y monóxido de carbono con los datos de Webb y encontró evidencia de dióxido de carbono. Este es el mayor número de moléculas jamás identificadas todas a la vez en un planeta fuera de nuestro sistema solar.

Catalogado como VHS 1256 b, el planeta está a unos 40 años luz de distancia y orbita no una, sino dos estrellas durante un período de 10.000 años. "VHS 1256 b está unas cuatro veces más lejos de sus estrellas que Plutón de nuestro Sol, lo que lo convierte en un gran objetivo para Webb", dijo Miles. "Eso significa que la luz del planeta no se mezcla con la luz de sus estrellas". Más arriba en su atmósfera, donde las nubes de silicato se agitan, las temperaturas alcanzan los abrasadores 1.500 grados Fahrenheit (830 grados Celsius).

Los instrumentos a bordo del telescopio espacial James Webb conocidos como espectrógrafos, uno en su espectrógrafo de infrarrojo cercano (NIRSpec) y otro en su instrumento de infrarrojo medio (MIRI), observaron el planeta VHS 1256 b. El espectro resultante muestra firmas de nubes de silicato, agua, metano y monóxido de carbono.

Dentro de esas nubes, Webb detectó granos de polvo de silicato tanto más grandes como más pequeños, que se muestran en un espectro. "Los granos de silicato más finos en su atmósfera pueden parecerse más a partículas diminutas en el humo", señaló la coautora Beth Biller de la Universidad de Edimburgo en Escocia. "Los granos más grandes podrían parecerse más a partículas de arena muy calientes y muy pequeñas".

VHS 1256 b tiene baja gravedad en comparación con las enanas marrones más masivas, lo que significa que sus nubes de silicato pueden aparecer y permanecer más altas en su atmósfera, donde Webb puede detectarlas. Otra razón por la que sus cielos son tan turbulentos es la edad del planeta. En términos astronómicos, es bastante joven. Solo han pasado 150 millones de años desde que se formó, y seguirá cambiando y enfriándose durante miles de millones de años.

En muchos sentidos, el equipo considera que estos hallazgos son las primeras "monedas" extraídas de un espectro que los investigadores ven como un cofre del tesoro de datos. Apenas han comenzado a identificar su contenido. "Hemos identificado silicatos, pero comprender mejor qué tamaños de grano y formas coinciden con tipos específicos de nubes requerirá mucho trabajo adicional", dijo Miles. "Esta no es la última palabra en este planeta, es el comienzo de un esfuerzo de modelado a gran escala para adaptarse a los datos complejos de Webb".

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Aunque todas las características que observó el equipo han sido detectadas en otros planetas en otras partes de la Vía Láctea por otros telescopios, otros equipos de investigación generalmente identificaron solo una a la vez. "Ningún otro telescopio ha identificado tantas características a la vez para un solo objetivo", dijo el coautor Andrew Skemer de la Universidad de California en Santa Cruz. "Estamos viendo muchas moléculas en un solo espectro de Webb que detallan los sistemas dinámicos de nubes y clima del planeta".

El equipo llegó a estas conclusiones analizando datos conocidos como espectros recopilados por dos instrumentos a bordo de Webb, el espectrógrafo de infrarrojo cercano (NIRSpec) y el instrumento de infrarrojo medio (MIRI). Dado que el planeta orbita a una distancia tan grande de sus estrellas, los investigadores pudieron observarlo directamente, en lugar de usar la técnica de tránsito o un coronógrafo para tomar estos datos.

Habrá mucho más que aprender sobre VHS 1256 b en los próximos meses y años a medida que este equipo, y otros, continúen analizando los datos infrarrojos de alta resolución de Webb. "Hay un gran rendimiento en una cantidad muy modesta de tiempo de telescopio", agregó Biller. "Con solo unas pocas horas de observaciones, tenemos lo que parece un potencial interminable para descubrimientos adicionales".

¿Qué podría ser de este planeta dentro de miles de millones de años? Dado que está tan lejos de sus estrellas, se volverá más frío con el tiempo y sus cielos pueden pasar de nublados a despejados.

Los investigadores observaron VHS 1256 b como parte del programa Early Release Science de Webb, que está diseñado para ayudar a transformar la capacidad de la comunidad astronómica para caracterizar los planetas y los discos donde se forman.

El artículo del equipo, titulado "The JWST Early Release Science Program for Direct Observations of Exoplanetary Systems II: A 1 to 20 Micron Spectrum of the Planetary-Mass Companion VHS 1256-1257 b", se publicará en The Astrophysical Journal Letters el 22 de marzo. .

El telescopio espacial James Webb es el principal observatorio de ciencia espacial del mundo. Webb resolverá misterios en nuestro sistema solar, mirará más allá de mundos distantes alrededor de otras estrellas y explorará las misteriosas estructuras y orígenes de nuestro universo y nuestro lugar en él. Webb es un programa internacional dirigido por la NASA con sus socios, ESA (Agencia Espacial Europea) y CSA (Agencia Espacial Canadiense).

MIRI se desarrolló a través de una asociación 50-50 entre la NASA y la ESA. El Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA lideró los esfuerzos estadounidenses para MIRI, y un consorcio multinacional de institutos astronómicos europeos contribuye para la ESA. George Rieke, de la Universidad de Arizona, es el líder del equipo científico de MIRI. Gillian Wright es la investigadora principal europea del MIRI. Alistair Glasse, del ATC del Reino Unido, es el científico del instrumento MIRI, y Michael Ressler es el científico del proyecto estadounidense en el JPL. Laszlo Tamas con UK ATC gestiona el Consorcio Europeo. El desarrollo del crioenfriador MIRI fue dirigido y administrado por JPL, en colaboración con Northrop Grumman en Redondo Beach, California, y el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland. Caltech administra JPL para la NASA.

Para obtener más información sobre la misión Webb, visite:

https://www.nasa.gov/webb

laura betz

Centro de Vuelo Espacial Goddard, Greenbelt, Maryland.

[email protected]

Claire Blome / Christine Pulliam

Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial, Baltimore, Maryland.

[email protected] / [email protected]

Calla Cofield

Laboratorio de Propulsión a Chorro, Pasadena, California.

626-808-2469

[email protected]

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