KELT-9B, el planeta más calienta descubierto hasta ahora, puede evaporar el hierro e incluso el titanio!

En el transcurso del descubrimiento de planetas más allá de nuestro Sistema Solar, los astrónomos han encontrado algunos candidatos verdaderamente interesantes, Además de los “Super-Júpiters” (exoplanetas que muchas veces son de la masa de Júpiter o de mayor masa), también se han observado varios “Júpiter calientes”. Estos son gigantes gaseosos que orbitan cerca de sus estrellas, y en algunos casos, se ha encontrado que estos planetas están tan calientes que podrían derretir la piedra o incluso el metal.

Esto ha llevado a la designación “ultra-caliente Júpiter”, el más caliente de los cuales fue descubierto el año pasado. Pero ahora, de acuerdo con un estudio reciente realizado por un equipo internacional de astrónomos, este planeta está lo suficientemente caliente como para convertir el metal en vapor. Se lo conoce como KELT-9b, un gigante de gas ubicado a 650 años luz de la Tierra que tiene temperaturas atmosféricas muy altas, de más de 4,000 ° C, ¡puede vaporizar hierro y titanio!

El equipo internacional que hizo el descubrimiento estuvo liderado por Jens Hoeijmakers, estudiante postdoctoral en la Universidad de Ginebra (UNIGE) y la Universidad de Berna (UNIBE). El equipo incluyó miembros del grupo PlanetS del Centro Nacional de Competencia en Investigación (NCCR).

El estudio que describe sus hallazgos – “Hierro atómico y titanio en la atmósfera del exoplaneta KELT-9b” – apareció recientemente en la revista científica Nature. Por el bien de su estudio, el equipo intentó imponer restricciones a la composición química de un Júpiter ultrahélido, ya que estos planetas se extienden entre los gigantes gaseosos y las estrellas y podrían ayudar a los astrónomos a aprender más sobre la historia de la formación de exoplanetas.

Para hacer esto, seleccionaron KELT-9b, que fue descubierto originalmente en 2017 por astrónomos utilizando la investigación Kilodegree Extremely Little Telescope (KELT). Como todos los Júpiter ultra calientes, este planeta orbita muy cerca de su estrella, 30 veces más cerca que la distancia de la Tierra del Sol, y tiene un período orbital de 36 horas. Como resultado, experimenta temperaturas en la superficie superiores a 4.000 ° C, por lo que es más caliente que muchas estrellas.

Fotografía artística de KELT-9B alrededor de su estrella

En base a esto, el Dr. Hoeijmakers y sus companeros realizaron un estudio teórico que predijo la presencia de vapor de hierro en la atmósfera del planeta.

Para probar esta predicción, el equipo se basó en los datos del buscador de planetas de alta velocidad radial Planet Searcher para el hemisferio norte (HARPS-Norte o HARPS-N) durante un solo tránsito del exoplaneta. Durante un tránsito, se puede ver que la luz de la estrella se filtra a través de la atmósfera, y al examinar esta luz con un espectrómetro puede revelar cosas sobre la composición química de la atmósfera.

Lo que encontraron fueron fuertes indicaciones de no solo hierro atómico individualmente ionizado sino titanio atómico individualmente ionizado, que tiene un punto de fusión significativamente más alto: 1670 °C en comparación con 1250 °C. Como explicó Hoeijmakers, “con las predicciones teóricas en la mano, era como seguir un mapa del tesoro, y cuando profundizamos en los datos, encontramos aún más”.

Además de revelar la composición de una nueva clase de Júpiter ultra-caliente, este estudio también ha presentado a los astrónomos algo así como un misterio. Por ejemplo, los científicos creen que muchos planetas se han evaporado debido a que están en una órbita ajustada con una estrella brillante de la misma forma que KELT-9b. Y, como indica su estudio, la radiación de la estrella está descomponiendo metales pesados de transición como el hierro y el titanio.

Aunque KELT-9b es probablemente demasiado masivo como para evaporarse totalmente, este nuevo estudio demuestra el fuerte impacto que la radiación estelar tiene sobre la composición de la atmósfera de un planeta. En los gigantes gaseosos más fríos, se cree que elementos como el hierro y el titanio toman la forma de óxidos gaseosos o partículas de polvo, que son difíciles de detectar. Pero en el caso de KELT-9b, el hecho de que estos elementos estén en forma atomizada los hace altamente detectables.

Como David Ehrenreich, el investigador principal del equipo de CUTIES ACES de UNIGE y coautor del estudio, concluyó: “Este planeta es un laboratorio único para analizar cómo las atmósferas pueden evolucionar bajo intensa radiación estelar.” De cara al futuro, el estudio del equipo también predice que debería ser posible observar el hierro atómico gaseoso en la atmósfera del planeta utilizando los telescopios actuales.

En resumen, los astrónomos no necesitan esperar telescopios de la próxima generación para estudiar este laboratorio planetario único, que puede enseñar a los astrónomos mucho sobre el proceso de formación de exoplanetas. Y al aprender más sobre la formación de gigantes gaseosos en otros sistemas estelares, es probable que los astrónomos obtengan pistas vitales sobre cómo nuestro Sistema Solar se formó y evolucionó.

¿Quién sabe? Tal vez nuestro propio Júpiter estaba caliente al mismo tiempo, y perdió masa antes de migrar a su posición actual. O quizás Mercurio es la cáscara quemada de un planeta una vez gigante que perdió sus capas gaseosas. Como el estudio de los exoplanetas nos está enseñando, ¡se sabe que cosas tan extrañas suceden en este Universo!

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