El planeta HD 209458b, situado a 150 años luz en la constelación de Pegaso, fue el primero fuera del sistema solar identificado por la técnica de tránsito. En 2007 fue descubierto al oscurecer levemente su estrella cuando pasaba por delante de ella desde nuestra perspectiva. Desde entonces, este mundo gaseoso aún más grande que Júpiter ha revelado algunos de sus secretos, como la riqueza de su composición, que incluye agua, metano y dióxido de carbono, componentes químicos básicos para la vida. Ahora, el análisis de su atmósfera ha sacado a la luz su condición de migrante.
Tras analizar la ‘huella química’ de HD 209458b, un equipo internacional de astrónomos ha llegado a la conclusión de que este mundo se formó mucho más lejos de su estrella de lo que se encuentra actualmente, a solo 7 millones de km o el equivalente a 1/20 de la distancia de la Tierra al Sol.
El estudio, liderado por la Universidad de Warwick y publicado en la revista ‘Nature’, ha medido por primera vez hasta seis moléculas en la atmósfera de un exoplaneta para determinar su composición. También es la primera vez que los astrónomos las han utilizado para señalar definitivamente la ubicación en la que se forman estos planetas gigantes y calientes gracias a la composición de sus atmósferas.
Los investigadores utilizaron el Telescopio Nazionale Galileo en La Palma para adquirir espectros de alta resolución de la atmósfera del exoplaneta cuando pasaba frente a su estrella anfitriona en cuatro ocasiones distintas. La luz de la estrella se altera a medida que atraviesa la atmósfera del planeta y, al analizar las diferencias en el espectro resultante, los astrónomos pueden determinar qué sustancias químicas están presentes y su abundancia.
Abundancia de carbono
Los astrónomos pudieron detectar cianuro de hidrógeno, metano, amoníaco, acetileno, monóxido de carbono y bajas cantidades de vapor de agua en la atmósfera de HD 209458b. La abundancia inesperada de moléculas basadas en carbono (el doble de lo esperado) sugiere que el planeta ha acumulado preferentemente gas rico en carbono durante su formación, lo que solo es posible si orbitaba mucho más lejos de su estrella durante su nacimiento, muy probablemente a una distancia similar a Júpiter o Saturno en nuestro propio sistema solar.
«No hay forma de que un planeta se forme con una atmósfera tan rica en carbono si está dentro de la línea de condensación del vapor de agua. A la ardiente temperatura de este planeta (1.200º C), si la atmósfera contiene todos los elementos en la misma proporción que en su estrella, el oxígeno debería ser dos veces más abundante que el carbono y en su mayor parte unido con hidrógeno para formar agua o carbono para formar monóxido de carbono. Nuestro hallazgo muy diferente concuerda con el entendimiento actual de que los Júpiter calientes como HD 209458b se formaron muy lejos de su ubicación actual», afirma Siddharth Gandhi, del Departamento de Física de la Universidad de Warwick.
Un sistema solar comienza su vida como un disco de material que rodea a la estrella. Ese material se junta para formar los núcleos sólidos de los planetas, que luego acumulan material gaseoso para formar una atmósfera. Cerca de la estrella, donde hace más calor, una gran proporción de oxígeno permanece en la atmósfera en forma de vapor de agua. Más lejos, a medida que se enfría, el agua se condensa para convertirse en hielo y se bloquea en el núcleo de un planeta, dejando una atmósfera más compuesta por moléculas basadas en carbono y nitrógeno. Por lo tanto, se espera que los planetas que orbitan cerca de su sol tengan atmósferas ricas en oxígeno, en lugar de carbono.
«Si este descubrimiento fuera una novela comenzaría con ‘Al principio solo había agua …’ porque la gran mayoría de la inferencia sobre atmósferas de exoplanetas a partir de observaciones en el infrarrojo cercano se ha basado en la presencia (o ausencia) de vapor de agua, que domina esta región del espectro», explica Paolo Giacobbe, investigador del Instituto Nacional Italiano de Astrofísica (INAF) y autor principal del artículo. Pero descubrir que es posible detectar otros rastros químicos «abre nuevos horizontes por explorar».
Con la llegada de telescopios nuevos y más potentes, la técnica de estos investigadores también podría usarse para estudiar la química de exoplanetas que potencialmente podrían albergar vida.
