James Webb detecta cristales de cuarzo en las nubes de un exoplaneta por primera vez

Investigadores que utilizan el telescopio espacial James Webb de la NASA han detectado por primera vez pequeños cristales de cuarzo en las nubes de un exoplaneta: el WASP-17 b.

Esta gigante de gas del volumen de siete veces Júpiter se encuentra a 1300 años luz de la Tierra y ahora es blanco de estudios para conocer el porqué de esta particular composición.

Su importancia

La detección, que fue posible únicamente con MIRI (Instrumento de infrarrojo medio de Webb), marca la primera vez que se han detectado partículas de sílice (SiO2) en la atmósfera de un planeta.

Los silicatos (minerales ricos en silicio y oxígeno) constituyen la mayor parte de la Tierra y la Luna, así como de otros objetos rocosos de nuestro sistema solar, y son extremadamente comunes en toda la galaxia. Pero los granos de silicato detectados previamente en las atmósferas de exoplanetas y enanas marrones parecen estar hechos de silicatos ricos en magnesio como el olivino y el piroxeno, no solo de cuarzo, que es SiO2 puro.

Según la NASA, este descubrimiento da un nuevo giro a la comprensión de cómo se forman y evolucionan las nubes de exoplanetas.

"Esperábamos ver silicatos de magnesio", dijo la coautora del artículo publicado en el Astrophysical Jornal Letters Hannah Wakeford. "Pero lo que estamos viendo en cambio son probablemente los componentes básicos de ellos, las diminutas partículas 'semillas' necesarias para formar los granos de silicato más grandes que detectamos en exoplanetas más fríos y enanas marrones".

Las condiciones de WASP-17 b permitieron su detección con el James Webb. Posee un volumen más de siete veces el de Júpiter, pero una masa inferior a la mitad de este planeta. Esto, junto con su corto período orbital de sólo 3,7 días terrestres, hace que el planeta sea ideal para la espectroscopia de transmisión: una técnica que implica medir los efectos de filtrado y dispersión de la atmósfera de un planeta en la luz de las estrellas.

Según la agencia, Webb observó el sistema WASP-17 durante casi 10 horas, recopilando más de 1.275 mediciones de brillo de luz infrarroja media de 5 a 12 micrones mientras el planeta cruzaba su estrella. Restando el brillo de las longitudes de onda de luz individuales que alcanzaron el telescopio cuando el planeta estaba frente a la estrella de los de la estrella sola, el equipo pudo calcular la cantidad de cada longitud de onda bloqueada por la atmósfera del planeta.

Lo que surgió fue una “protuberancia” inesperada a 8,6 micrones, una característica que no se esperaría si las nubes estuvieran hechas de silicatos de magnesio u otros posibles aerosoles de alta temperatura como el óxido de aluminio, pero que tiene mucho sentido si están hechas de cuarzo.

A seguir estudiándolo

Fue el telescopio Hubble, el predecesor del James Webb, el que brindó las ideas al equipo para delimitar el tamaño de las partículas halladas en el exoplaneta.

A diferencia de las partículas minerales que se encuentran en las nubes de la Tierra, los cristales de cuarzo detectados en las nubes de WASP-17 b no son arrastrados desde una superficie rocosa. Más bien, se originan en la atmósfera misma.

Comprender de qué están hechas las nubes es crucial para comprender el planeta en su conjunto. Los Júpiter calientes como WASP-17 b están formados principalmente de hidrógeno y helio, con pequeñas cantidades de otros gases como vapor de agua (H2O) y dióxido de carbono (CO2). "Si sólo consideramos el oxígeno que hay en estos gases y no incluimos todo el oxígeno encerrado en minerales como el cuarzo (SiO2), subestimaremos significativamente la abundancia total", explicó Wakeford. "Estos hermosos cristales de sílice nos hablan sobre el inventario de diferentes materiales y cómo se unen para dar forma al medio ambiente de este planeta".

WASP-17 b es uno de los tres planetas objetivo de las investigaciones de Reconocimiento Profundo de Atmósferas de Exoplanetas del Equipo Científico del Telescopio JWST mediante Espectroscopía de Instrumentos Múltiples (DREAMS), que están diseñadas para recopilar un conjunto completo de observaciones de un representante de cada clase clave de exoplanetas: un Júpiter caliente, un Neptuno cálido y un planeta rocoso templado.