A la izquierda, Kepler-7b, 1,5 veces mayor que Júpiter, a la derecha. Fuente: ASA/JPL-Caltech/MIT.
Los astrónomos que usan los datos de los telescopios de la NASA Kepler y Spitzer han creado el primer mapa de nubes de un planeta fuera de nuestro sistema solar, un mundo sofocante, similar a Júpiter, conocido como Kepler-7b.
El planeta se caracteriza por altas nubes en el oeste y cielos claros en el este. Estudios anteriores de Spitzer han dado lugar a mapas de temperatura de los planetas que orbitan otras estrellas , pero esta es la primera mirada a las estructuras de nubes de un mundo distante.
"Al observar este planeta con Spitzer y Kepler durante más de tres años, hemos sido capaces de producir un "mapa" de muy baja resolución de este gigante planeta gaseoso", explica Brice-Olivier Demory, del Massachusetts Institute of Technology en Cambridge (EE UU), en la nota de prensa de la NASA.
Demory es el autor principal de un artículo aceptado para su publicación en Astrophysical Journal Letters. "No esperaríamos ver océanos y continentes en este tipo de mundo, pero detectamos algo distintivo, reflectante, que nosotros interpretamos como nubes".
El misterioso punto brillante
Kepler ha descubierto más de 150 exoplanetas, como se denomina a los planetas situados fuera de nuestro sistema solar, y Kepler -7b fue uno de los primeros. Fallos permanentes en las ruedas de reacción del telescopio le impiden cazar más planetas, pero los astrónomos siguen analizando minuciosamente datos recolectados durante casi cuatro años.
Las observaciones en el rango de la luz visible de Kepler de las fases de Kepler-7b, parecidas a las de la luna, permitieron crear un mapa aproximado del planeta que muestra un punto brillante en el hemisferio occidental. Sin embargo, estos datos no fueron suficientes por sí mismos para descifrar si el punto brillante venía de las nubes o del calor. El Telescopio Espacial Spitzer desempeñó un papel crucial en la respuesta a esta pregunta.
Como Kepler, Spitzer puede fijar su mirada en un sistema estelar mientras un planeta orbita alrededor de la estrella, recogiendo pistas sobre la atmósfera del planeta. La capacidad de Spitzer para detectar la luz infrarroja hizo pudiera medir la temperatura de Kepler-7b, estimándola entre 800 y 1.000 grados Celsius (1.100 y 1.300 grados Kelvin).
Esto es relativamente fresco para un planeta que orbita tan cerca de su estrella -a 0,06 unidades astronómicas (una unidad astronómica es la distancia entre la Tierra y el Sol)- y, según los astrónomos, demasiado frío para ser la fuente de luz que observó Kepler. En su lugar, se determinó que la luz de la estrella estaba rebotando en las nubes situadas en el lado oeste del planeta.
"Kepler -7b refleja mucha más luz que la mayoría de los planetas gigantes que hemos encontrado, lo cual atribuimos a las nubes de la atmósfera superior", explica Thomas Barclay, científico de Kepler del Centro de Investigación Ames de la NASA en Moffett Field, California. "A diferencia de los de la Tierra, los patrones de nubes de este planeta no parecen cambiar mucho con el tiempo, ya que tiene un clima muy estable".
El planeta se caracteriza por altas nubes en el oeste y cielos claros en el este. Estudios anteriores de Spitzer han dado lugar a mapas de temperatura de los planetas que orbitan otras estrellas , pero esta es la primera mirada a las estructuras de nubes de un mundo distante.
"Al observar este planeta con Spitzer y Kepler durante más de tres años, hemos sido capaces de producir un "mapa" de muy baja resolución de este gigante planeta gaseoso", explica Brice-Olivier Demory, del Massachusetts Institute of Technology en Cambridge (EE UU), en la nota de prensa de la NASA.
Demory es el autor principal de un artículo aceptado para su publicación en Astrophysical Journal Letters. "No esperaríamos ver océanos y continentes en este tipo de mundo, pero detectamos algo distintivo, reflectante, que nosotros interpretamos como nubes".
El misterioso punto brillante
Kepler ha descubierto más de 150 exoplanetas, como se denomina a los planetas situados fuera de nuestro sistema solar, y Kepler -7b fue uno de los primeros. Fallos permanentes en las ruedas de reacción del telescopio le impiden cazar más planetas, pero los astrónomos siguen analizando minuciosamente datos recolectados durante casi cuatro años.
Las observaciones en el rango de la luz visible de Kepler de las fases de Kepler-7b, parecidas a las de la luna, permitieron crear un mapa aproximado del planeta que muestra un punto brillante en el hemisferio occidental. Sin embargo, estos datos no fueron suficientes por sí mismos para descifrar si el punto brillante venía de las nubes o del calor. El Telescopio Espacial Spitzer desempeñó un papel crucial en la respuesta a esta pregunta.
Como Kepler, Spitzer puede fijar su mirada en un sistema estelar mientras un planeta orbita alrededor de la estrella, recogiendo pistas sobre la atmósfera del planeta. La capacidad de Spitzer para detectar la luz infrarroja hizo pudiera medir la temperatura de Kepler-7b, estimándola entre 800 y 1.000 grados Celsius (1.100 y 1.300 grados Kelvin).
Esto es relativamente fresco para un planeta que orbita tan cerca de su estrella -a 0,06 unidades astronómicas (una unidad astronómica es la distancia entre la Tierra y el Sol)- y, según los astrónomos, demasiado frío para ser la fuente de luz que observó Kepler. En su lugar, se determinó que la luz de la estrella estaba rebotando en las nubes situadas en el lado oeste del planeta.
"Kepler -7b refleja mucha más luz que la mayoría de los planetas gigantes que hemos encontrado, lo cual atribuimos a las nubes de la atmósfera superior", explica Thomas Barclay, científico de Kepler del Centro de Investigación Ames de la NASA en Moffett Field, California. "A diferencia de los de la Tierra, los patrones de nubes de este planeta no parecen cambiar mucho con el tiempo, ya que tiene un clima muy estable".
Futuras exploraciones
Los resultados son un primer paso hacia el uso de técnicas similares para estudiar las atmósferas de los planetas más parecidos a la Tierra en tamaño y composición.
"Con Spitzer y Kepler juntos, tenemos una herramienta multi-longitud de onda para obtener un buena visión de planetas que están a billones de kilómetros de distancia", señala Paul Hertz, director de la División de Astrofísica de la NASA en Washington.
"Estamos en un punto en la ciencia de exoplanetas en el que nos estamos moviendo más allá de simplemente detectarlos, adentrándonos en la apasionante ciencia de entenderlos."
Kepler identificaba planetas al observar caídas en la luz de las estrellas que se producían cuando los planetas transitaban por delante de ellas, bloqueando la luz. Esta técnica y otras observaciones de Kepler-7b anteriormente habían revelado que se trata de uno de los planetas conocidos más "hinchados": si pudiera ser colocado en una tina de agua, flotaría. También se encontró que el planeta daba una vuelta alrededor de su estrella en poco menos de cinco días.
Los 900 exoplanetas descubiertos hasta ahora se pueden ver desde casa con una herramienta de visualización 3D que se puede descargar aquí.
Los resultados son un primer paso hacia el uso de técnicas similares para estudiar las atmósferas de los planetas más parecidos a la Tierra en tamaño y composición.
"Con Spitzer y Kepler juntos, tenemos una herramienta multi-longitud de onda para obtener un buena visión de planetas que están a billones de kilómetros de distancia", señala Paul Hertz, director de la División de Astrofísica de la NASA en Washington.
"Estamos en un punto en la ciencia de exoplanetas en el que nos estamos moviendo más allá de simplemente detectarlos, adentrándonos en la apasionante ciencia de entenderlos."
Kepler identificaba planetas al observar caídas en la luz de las estrellas que se producían cuando los planetas transitaban por delante de ellas, bloqueando la luz. Esta técnica y otras observaciones de Kepler-7b anteriormente habían revelado que se trata de uno de los planetas conocidos más "hinchados": si pudiera ser colocado en una tina de agua, flotaría. También se encontró que el planeta daba una vuelta alrededor de su estrella en poco menos de cinco días.
Los 900 exoplanetas descubiertos hasta ahora se pueden ver desde casa con una herramienta de visualización 3D que se puede descargar aquí.
Referencia bibliográfica:
Brice-Olivier Demory et.al.: Inference of inhomogeneus clouds in an exoplanet atmosphere. Aceptado para ApJL el 20 de agosto de 2013.
Brice-Olivier Demory et.al.: Inference of inhomogeneus clouds in an exoplanet atmosphere. Aceptado para ApJL el 20 de agosto de 2013.