Descubren múltiples metales alcalinos en un exoplaneta único.

El planeta extrasolar WASP-127b, un exoplaneta insólito.

Simulación artística de WASP 127b orbitando en torno a su estrella. Crédito: Gabriel Pérez, SMM (IAC).

Investigadores del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) y de la Universidad de Cambridge han observado con el Gran Telescopio Canarias (GTC) un singular planeta gaseoso, con cielos parcialmente despejados y un alto contenido de metales alcalinos en su atmósfera.

El planeta extrasolar WASP-127b es uno de los exoplanetas menos densos jamás encontrados. Tiene un radio 1,4 veces mayor que Júpiter, pero solo un 20% de su masa. Este planeta no tiene analogía en el sistema solar y es insólito incluso dentro de la diversidad de los exoplanetas conocidos. Necesita poco más de cuatro días para completar una órbita alrededor de su estrella principal y su temperatura superficial es de alrededor de 1400 K (1127°C).

El Telescopio Gran canaria en san Roque de los muchachos. Créditos: IAC.

El estudio de WASP-127b ha revelado la presencia de una gran concentración de metales alcalinos en su atmósfera, permitiendo la detección simultánea de Sodio, Potasio y Litio, por primera vez en un exoplaneta. Las absorciones de Sodio y Potasio son muy anchas, una característica típica de las atmósferas despejadas. De hecho, los ajustes de modelos indican que los cielos de WASP-127b están despejados de nubes en aproximadamente un 50%.

Guo Chen, investigador postdoctoral en el IAC y primer autor del artículo, explica que "las características particulares de este planeta nos han permitido realizar un estudio detallado de su rica composición atmosférica". Y agrega: "la presencia de litio es muy valiosa para comprender la historia evolutiva del sistema planetario y podría arrojar luz sobre los mecanismos de formación de planetas". De hecho, la estrella anfitriona del planeta, WASP-127, también es rica en litio, lo que podría indicar que una estrella AGB o una supernova enriquecieron la nube de material a partir de la que se originó este sistema.

El instrumento OSIRIS instalado en el GTC. Crédito: IAC.

Enric Pallé, investigador del IAC y coautor del estudio, señala que también han encontrado posibles signos de agua. "Si bien esta detección no es estadísticamente significativa, ya que los rasgos de agua son débiles en el espectro visible, nuestros datos indican que observaciones adicionales en el infrarrojo cercano deberían confirmar su presencia".

Los resultados obtenidos indican el gran potencial de los telescopios terrestres para el estudio de las atmósferas planetarias. "La detección de un elemento como el litio en una atmósfera planetaria es un gran avance y motiva nuevas observaciones de seguimiento y modelos teóricos detallados para corroborar los hallazgos", comenta Nikku Madhusudhan, de la Universidad de Cambridge.

Estamos comenzando a sondear las atmósferas de estos planetas con telescopios terrestres, pero Guo Chen cree que este "también será un exoplaneta de referencia para estudios futuros con telescopios espaciales como el James Webb". Los estudios futuros revelarán la naturaleza detallada de WASP-127b como referente para esta nueva clase de planetas extrasolares de muy baja densidad.

Las observaciones del WASP-127b se han realizado utilizando el instrumento OSIRIS del GTC, del Observatorio Roque de los Muchachos, en Garafía (La Palma). Los Observatorios del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) y el Gran Telescopio CANARIAS (GTC) forman parte de la red española de Infraestructuras Científicas y Técnicas Singulares (ICTS).

Simulación artística de WASP127b.

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Artículo: Chen, G. et al."The GTC exoplanet transit spectroscopy survey. IX. Detection of haze, Na, K, and Li in the super-Neptune WASP-127b", Astronomy & Astrophysics. DOI: https://doi.org/10.1051/0004-6361/201833033

Artículo en Arxiv: https://arxiv.org/abs/1805.11744

• Publicado en IAC el 31 de mayo del 2.018.