Ha quedado demostrado más de una vez que el telescopio James Webb no solo es un portento tecnológico, sino que va más allá de proporcionar imágenes bonitas. Ya lo hemos visto en España en muchas ocasiones y su último logro no dejará a los científicos indiferentes. El Webb ha conseguido revelar la composición de la atmósfera de un planeta muy alejado de nosotros.
[Así son Los Pilares de la Creación: la deslumbrante foto captada por el James Webb a 6.500 años luz]
Hablamos de WASP-39b, un exoplaneta que orbita alrededor de una estrella situada a unos 700 años luz de nosotros. Se considera un "Saturno caliente", lo que significa según la NASA que es un planeta que se equipara en tamaño con Saturno pero que tiene una órbita "mucho más reducida que la de Mercurio". El Webb ha desentrañado los secretos de la composición de su atmósfera.
Por supuesto la NASA ya había estudiado antes la atmósfera de este planeta, gracias tanto al Hubble como al Spitzer de la agencia espacial, que ya habían revelado "los ingredientes aislados de la atmósfera" de WASP-39b. La novedad reside en que el Webb ha conseguido determinar una buena parte de su composición, incluyendo "átomos, moléculas e incluso señales de actividad química y nubes".
La atmósfera de un exoplaneta
Según especifica Natalie Batalha, astrónoma de la Universidad de California en Santa Cruz que ha ayudado en la investigación y ha ayudado a coordinarla, estos datos son un "antes y un después". Según Batalha, se observó al exoplaneta "con diferentes instrumentos que, en conjunto, proporcionan una amplia franja del espectro infrarrojo y una panoplia de huellas químicas que eran inaccesibles".
Los descubrimientos se han recogido en hasta 5 artículos científicos distintos, 3 de ellos listos para ser publicados y dos en revisión. Estos incluyen la primera detección en la atmósfera de un exoplaneta dióxido de azufre o SO2. Esta se produce debido a las reacciones químicas que provoca la luz de alta energía proveniente de la estrella que orbita WASP-39b. También se detectó sodio, potasio y vapor de agua, confirmando así "las observaciones anteriores de telescopios espaciales y terrestres".
Gráficos con las composiciones de la atmósfera de WASP-39b.
Pero ¿cómo pudo el Webb ver la luz del exoplaneta? Webb pudo rastrear el planeta mientras pasaba frente a su estrella. Así, parte de la luz de la misma se filtró a través de la atmósfera de WASP-39b, por lo que los químicos que componen su atmósfera tóxica absorbieron "diferentes colores del espectro de luz estelar".
Los colores que faltaban le indicaron a los astrónomos qué moléculas están presentes. La visión de luz infrarroja del Webb, que puede captar señales químicas que no se pueden detectar en luz visible, hizo el resto.
Recreación artística del James Webb
Un equipo conformado de cientos de investigadores analizó de forma completamente independiente los datos de los 4 modos de los instrumentos calibrados del Webb para conseguir determinar el espectro de la atmósfera del exoplaneta.
Por otro lado, el Webb también fue capaz de observar ciertos componentes como el dióxido de carbono con mayor resolución, arrojando hasta "el doble de datos" que los reportados en sus anteriores observaciones. Se detectó, además, monóxido de carbono CO. La NASA detalla cómo en los datos del Webb faltaban huellas de metano y sulfuro de hidrógeno. "De estar presentes, estas moléculas ocurrirían en niveles muy bajos".
La cercanía del exoplaneta con su estrella hace que se considere, según la NASA, el escenario perfecto para estudiar cómo la radiación de las estrellas anfitrionas afectan a los exoplanetas. Así, se conseguiría una mejor comprensión "más profunda" según la NASA sobre los efectos de estos procesos sobre la diversidad de los planetas que hemos observado.
Por si fuera poco, la NASA reconoce cómo esta lista de ingredientes químicos es muy completa. Lo suficiente para que los científicos puedan darse cuenta de la abundancia "de diferentes elementos relacionados entre sí, como las proporciones de cambio de oxígeno o de potasio a oxígeno". Se consigue una visión sobre cómo este planeta se pudo formar a partir del disco de gas y polvo que ya rodeaba a la estrella que orbita cuando esta aún era joven.
Se consigue así la primera evidencia de actividad fotoquímica (reacciones químicas iniciadas por luz estelar energética) en exoplanetas. Min Tsai, investigador de la Universidad de Oxford en el Reino Unido y autor del artículo, considera que esta es "una perspectiva realmente prometedora para avanzar en nuestra comprensión de la atmósfera de los exoplanetas".