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Hierro y titanio encontrados en ‘Ultrahot Júpiter’, un exoplaneta

Por primera vez, los astrónomos han encontrado hierro y titanio en la atmósfera de un planeta fuera del sistema solar. El exoplaneta, llamado KELT-9b, es el mundo alienígena más caliente jamás descubierto . El planeta es tan abrasador, incluso más caliente que la mayoría de las estrellas.

Este sofocante exoplaneta , ubicado a unos 620 años luz de distancia de la Tierra en la constelación de Cygnus, es lo que los astrónomos llaman un “Júpiter ultrahot”. KELT-9b es un mundo de gas gigante como Júpiter, el planeta más grande de nuestro sistema solar. Pero es mucho más grande, tiene tres veces la masa y el doble del diámetro de Júpiter, y orbita muy cerca de su madre estrella caliente, KELT-9.

“Ultrahot Jupiter” es un término no oficial para un exoplaneta caliente de Júpiter con temperaturas que exceden los 3,100 grados Fahrenheit (1,700 grados Celsius). “Están tan calientes que se parecen a estrellas aunque sean planetas”, dijo a Space.com Kevin Heng, un astrofísico de la Universidad de Berna en Suiza que participó en el estudio. KELT-9b puede alcanzar temperaturas de hasta 7,800 grados F (4,300 grados C).

Este calor récord permitió a los astrónomos detectar el hierro y el titanio en la atmósfera de KELT-9b. Si bien los investigadores sospechan desde hace tiempo que estos elementos están presentes en algunos exoplanetas, el hierro es uno de los elementos más abundantes del universo, es difícil detectarlos en ambientes más fríos porque los átomos están “atrapados en otras moléculas”, dijo Heng. Sin embargo, KELT-9b es tan caliente que las nubes no se condensan en su atmósfera, permitiendo que los átomos individuales de hierro y otros metales vuelen solos.

El titanio ha sido detectado en la atmósfera de un exoplaneta antes, pero no en su forma atómica. En septiembre de 2017, los astrónomos que utilizaron el Telescopio Espacial Hubble anunciaron que habían encontrado dióxido de titanio (moléculas que consisten en un átomo de titanio y dos átomos de oxígeno) en la atmósfera de un exoplaneta llamado Kepler-13A.

Los astrónomos pueden detectar diferentes elementos al observar el espectro de luz que proviene de un objeto en el espacio. Debido a que el exoplaneta no emite su propia luz, Heng y su equipo de investigadores observaron los datos del telescopio recogidos durante un tránsito solar, cuando el exoplaneta pasó directamente frente a su estrella como se ve desde la Tierra.

Convenientemente, los datos ya existían antes de que Heng y sus coautores decidieran abordar este estudio. Después de que sus colegas de la Universidad de Ginebra utilizaran esos datos espectrales para buscar hidrógeno en la atmósfera de KELT-9b, “en realidad mantuvieron los datos en el cajón porque no había ninguna razón para buscar hierro o titanio”, dijo Heng. “Entonces, hace unos meses, hicimos un estudio teórico, que predijo que el hierro y el titanio estarían allí, y eso motivó la búsqueda”.

Usando los datos de un año del Telescopio Nacional Galileo en La Palma, España, los investigadores comenzaron a buscar metales en el espectro de luz que brilló a través de la atmósfera de KELT-9b durante un tránsito de 4 horas de duración. Esta información fue recolectada usando un instrumento de espectrógrafo llamado HARPS , el Buscador de Planeta de Alta Velocidad Radial de Alta Precisión.

“Diferentes átomos o moléculas tienen una huella digital cuando se divide la luz en un espectro”, dijo Heng. “Dada la resolución suficiente, dados datos suficientemente buenos, cada molécula tiene una huella digital única”. Encontrar las huellas dactilares de hierro y titanio, elementos que Heng y su equipo ya sospechaban que existirían en la atmósfera de KELT-9b, requeriría “una combinación de conocimientos informáticos de alto rendimiento, una cuidadosa conservación de las bases de datos espectroscópicas y una meticulosa atención a los detalles “, Escribió Heng en una publicación de blog en Nature.com.

El equipo de Heng solicitó la ayuda de Simon Grimm, un astrofísico de la Universidad de Berna “que es (entre otras cosas) un experto en el cálculo de las opacidades de átomos y moléculas”, escribió Heng en la publicación del blog. “Estas opacidades no son triviales para computar, porque uno necesita evaluar las fortalezas y formas de millones a miles de millones de líneas espectrales”.

Estudios previos que analizaron el hidrógeno en la atmósfera de KELT-9b fueron capaces de ver una fuerte línea de absorción de hidrógeno en el espectro sin realizar un análisis de correlación cruzada más complicado como Heng y su equipo tuvo que hacer para encontrar hierro y titanio. Los astrónomos que recolectaron datos para buscar hidrógeno “carecían de la motivación teórica para llevar a cabo una búsqueda seria de metales como el hierro”, escribió Heng.

Otro estudio, publicado el 2 de julio en la revista Nature Astronomy, mostró que el hidrógeno en realidad está “hirviendo” en la atmósfera de KELT-9b y es absorbido por la estrella madre del planeta. “Es posible que elementos de metales pesados ​​también escapen porque el dramático escape de hidrógeno puede ‘arrastrar’ elementos pesados ​​a muy alta [en la] atmósfera”, Fei Yan, astrónomo del Instituto Max Planck de Astronomía y autor principal de la estudio, le dijo a Space.com en un correo electrónico.

Si bien el hierro y el titanio en la atmósfera de KELT-9b fue un gran descubrimiento, Heng le dijo a Space.com que “la técnica en sí es realmente emocionante” también. “Esta es la misma técnica que utilizaremos para detectar firmas de biología o biofirmas “, dijo Heng. “En la Tierra, creemos que es oxígeno y algunas otras moléculas oscuras, pero no sabemos qué son las biofirmas en general. Si supieras cuáles eran … podrías usar exactamente la misma técnica para detectar estas moléculas en planetas más pequeños y fríos” ”

Es poco probable que los astrónomos encuentren signos de vida en este planeta infernal, pero Heng y su equipo han encontrado otros elementos interesantes en los espectros de KELT-9b. “No quiero revelar demasiado, pero hemos encontrado otros metales”, dijo. “También estamos tratando de hacer que el Telescopio Espacial Hubble tenga tiempo para buscar agua también”. El objetivo es eventualmente tener “un inventario químico completo del planeta”, dijo. Hubble también podrá brindar una idea del clima en KELT-9b. “Deberían haber tormentas violentas en este planeta”, dijo.

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Los científicos descubren 12 lunas más de Júpiter, incluida una realmente extraña

Se han descubierto doce lunas nuevas en órbita alrededor de Júpiter , elevando a 79 el número de satélites naturales que circulan alrededor del planeta más grande de nuestro sistema solar.

Una de las lunas recién descubiertas, llamada provisionalmente “Valetudo” para la diosa romana de la salud y la higiene y la bisnieta del dios Júpiter, es considerada una bola extraña porque orbita a Júpiter en la dirección opuesta a las lunas cercanas.

“‘Valetudo’ es como conducir por la carretera en el lado equivocado de la carretera”, dijo el astrónomo Scott S. Sheppard, un científico del Carnegie Institution for Science en Washington y el líder del equipo de astrónomos que realizó el descubrimiento . NBC News MACH en un correo electrónico.

Los astrónomos espiaron las lunas en la primavera de 2017 mientras usaban un telescopio gigante en Chile para buscar el Planeta X, un planeta masivo y aún no descubierto que se cree que orbita el Sol mucho más allá de Plutón.

“Júpiter simplemente estaba en el cielo cerca de los campos de búsqueda donde estábamos buscando objetos del sistema solar extremadamente distantes, así que pudimos buscar nuevas lunas por casualidad alrededor de Júpiter mientras que al mismo tiempo buscamos planetas en los límites de nuestro sistema solar. sistema “, dijo Sheppard en un comunicado.

El descubrimiento, que fue confirmado por observaciones hechas con varios otros telescopios, deleitó a otros astrónomos.

“Me encanta este resultado”, dijo en un correo electrónico Jackie Faherty, astrónomo del Museo Americano de Historia Natural en Nueva York que no formaba parte del equipo. “Hemos estado estudiando este planeta durante todo el tiempo que hemos estado mirando hacia arriba, y todavía nos está dando sorpresas. También me recuerda que la cuestión de ‘lo que está por ahí’ siempre es abierta para ser explorada. ”

Tabetha Boyajian, un astrónomo de la Universidad Estatal de Louisiana en Baton Rouge que tampoco formó parte del equipo, calificó de “genial” el descubrimiento de las nuevas lunas en un correo electrónico. “No me sorprende que esté acumulando más lunas”, dijo sobre Júpiter, y agregó que “estudiar la historia dinámica de tales objetos puede decirnos mucho sobre la formación del sistema solar”.

Con un diámetro de menos de un kilómetro, se cree que Valetudo es la luna más pequeña de Júpiter. Ganímedes , la luna más grande de Júpiter y la más grande del sistema solar, tiene un diámetro de aproximadamente 5.300 kilómetros (alrededor de 3.300 millas). Eso es más grande que el planeta Mercurio.

Sheppard dijo que la composición de Valetudo probablemente sea “mitad hielo y mitad roca” y agregó que el pequeño satélite es el “último remanente de una luna una vez mucho más grande que se ha convertido en polvo por colisiones” con otras lunas jovianas.

Júpiter podría tener más lunas aún no descubiertas , le dijo Sheppard a Nature. Pero su recuento total en la Luna ya supera con creces el de cualquier otro planeta, incluido Saturno, cuyas 62 lunas confirmadas lo convierten en el subcampeón.