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El Telescopio Espacial James Webb de la NASA capturó imágenes directas de múltiples planetas gigantes gaseosos fuera del Sistema Solar, con un detalle especial: son ricos en dióxido de carbono (CO2). En total, se obtuvieron registros de cuatro exoplanetas del sistema planetario HR 8799, un sistema joven a 130 años luz de distancia, que ha sido un objetivo clave para los estudios de formación planetaria durante mucho tiempo.
Según la NASA, la presencia de CO2 en estos planetas, proporciona una sólida evidencia de que se formaron de manera similar a Júpiter y Saturno, mediante la lenta formación de núcleos sólidos que atraen gas del interior de un disco protoplanetario, un proceso conocido como acreción del núcleo.
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William Balmer, de la Universidad Johns Hopkins en Baltimore, y autor principal del estudio donde se describen estos resultados, dice que al detectar estas fuertes formaciones de dióxido de carbono, “hemos demostrado que existe una fracción considerable de elementos más pesados, como carbono, oxígeno y hierro, en las atmósferas de estos planetas”.
Estos resultados, dice la NASA, también confirman que el telescopio Webb puede inferir la composición química de las atmósferas de exoplanetas mediante imágenes. En el caso de los planetas de HR 8799, el estudio publicado recientemente en The Astrophysical Journal, menciona que emiten grandes cantidades de luz infrarroja que proporcionan a los científicos información valiosa sobre su formación.
“Nuestra esperanza con este tipo de investigación es comprender nuestro propio sistema solar, la vida y a nosotros mismos en comparación con otros sistemas exoplanetarios, para poder contextualizar nuestra existencia”, dijo Balmer. “Queremos tomar fotografías de otros sistemas solares y ver en qué se parecen o se diferencian del nuestro. A partir de ahí, podemos intentar comprender cuán extraño es realmente nuestro sistema solar, o cuán normal es”.
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De acuerdo con la NASA, los planetas gigantes pueden formarse de dos maneras: mediante la formación lenta de núcleos sólidos con elementos más pesados que atraen gas, al igual que los gigantes de nuestro sistema solar, o cuando partículas de gas se fusionan rápidamente para formar objetos masivos a partir del disco de enfriamiento de una estrella joven, compuesto principalmente del mismo tipo de material que la estrella. El primer proceso se denomina acreción del núcleo y el segundo, inestabilidad del disco.
Conocer cuál es el modelo de formación más común puede proporcionar a los científicos pistas para distinguir los tipos de planetas que se encuentran en otros sistemas.
De los casi 6.000 exoplanetas descubiertos, pocos han sido fotografiados directamente, ya que incluso los planetas gigantes son miles de veces más débiles que sus estrellas. Por esto, se requiere de una tecnología especial para hacerlo. En este caso, el telescopio Webb utilizó un dispositivo llamado coronógrafo NIRCam (Cámara de Infrarrojos Cercanos), que bloquea la luz de estrellas brillantes para revelar mundos que de otro modo estarían ocultos.
Esta tecnología permitió al equipo buscar la luz infrarroja emitida por los planetas en longitudes de onda que son absorbidas por gases específicos. “Sabíamos que el Webb podía medir los colores de los planetas exteriores en sistemas captados directamente”, dijo Rémi Soummer, director del Laboratorio de Óptica Russell B. Makidon del STScI y exdirector de operaciones del coronógrafo del Webb. “Llevamos 10 años esperando confirmar que nuestras operaciones, optimizadas con precisión, también nos permitirían acceder a los planetas interiores. Ahora tenemos los resultados y podemos realizar investigaciones interesantes con él”.
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