Los astrónomos de Penn State han usado el Telescopio Espacial Hubble para encontrar un planeta gigante abrasador y caliente fuera de nuestro sistema solar donde la atmósfera "nieva" el dióxido de titanio, el ingrediente activo del protector solar. Estas observaciones del Hubble son las primeras detecciones de este "proceso de nevadas ", llamado" trampa fría ", en un exoplaneta. Este descubrimiento, y otras observaciones realizadas por el equipo de Penn State, proporcionan información sobre la complejidad del clima y la composición atmosférica en los exoplanetas, y algún día pueden ser útiles para medirLa habitabilidad de los planetas del tamaño de la Tierra.
"En muchos sentidos, los estudios atmosféricos que estamos haciendo ahora en estos tipos de planetas gaseosos 'Júpiter caliente' son bancos de pruebas de cómo vamos a hacer estudios atmosféricos de planetas terrestres similares a la Tierra", dijo Thomas Beatty, profesor asistente de investigación de astronomía en Penn State y autor principal del estudio. "Comprender más sobre las atmósferas de estos planetas y cómo funcionan nos ayudará cuando estudiemos planetas más pequeños que son más difíciles de ver y tienen características más complicadas en suatmósferas ". Los resultados del equipo se publicaron en la edición de octubre de 2017 de El diario astronómico .
El equipo de Beatty apuntó al planeta Kepler-13Ab porque es uno de los exoplanetas más calientes conocidos. Su temperatura diurna es de casi 5,000 grados Fahrenheit. Kepler-13Ab está tan cerca de su estrella madre que está bloqueado por la marea, por lo que un lado siempremira a la estrella mientras el otro lado está en una oscuridad permanente. El equipo descubrió que la nevada del protector solar ocurre solo en el lado nocturno permanente del planeta. Cualquier visitante a este exoplaneta necesitaría embotellar un poco de ese protector solar, porque no lo encontraránen el lado caluroso durante el día.
Los astrónomos no buscaron específicamente óxido de titanio. En cambio, sus estudios revelaron que la atmósfera de este planeta gigante es más fría en altitudes más altas, lo cual fue sorprendente porque es lo contrario de lo que sucede en otros Júpiter calientes. Óxido de titanio enLas atmósferas de otros Júpiter calientes absorben la luz y la irradian como calor, haciendo que la atmósfera se caliente más en altitudes más altas. Incluso a temperaturas mucho más frías, la mayoría de los gigantes gaseosos de nuestro sistema solar también tienen temperaturas más altas en altitudes más altas.
Intrigados por este sorprendente descubrimiento, los investigadores concluyeron que la forma gaseosa de óxido de titanio que absorbe la luz se ha eliminado del lado de la atmósfera del planeta Kepler-13Ab. Sin el gas de óxido de titanio para absorber la luz estelar entrante durante el día, la temperatura atmosféricaallí se enfría con el aumento de la altitud.
Los astrónomos sugieren que los fuertes vientos en Kepler-13Ab transportan el gas de óxido de titanio, condensándolo en copos cristalinos que forman nubes. La fuerte gravedad superficial de Kepler-13Ab, seis veces mayor que la de Júpiter, luego saca la nieve de óxido de titaniode la atmósfera superior y la atrapa en la atmósfera inferior en el lado nocturno del planeta.
"Comprender lo que establece el clima de otros mundos ha sido uno de los grandes enigmas de la última década", dijo Jason Wright, profesor asociado de astronomía en Penn State y uno de los coautores del estudio ".proceso de trampa en acción nos proporciona una pieza largamente buscada e importante de ese rompecabezas "
Las observaciones del equipo confirman una teoría de hace varios años de que este tipo de precipitación podría ocurrir en planetas masivos y calientes con una gravedad poderosa ". Presumiblemente, este proceso de precipitación está ocurriendo en la mayoría de los Júpiter calientes observados, pero todos esos gigantes gaseosos tienenGravedades de superficie más bajas que Kepler-13Ab ", explicó Beatty." La nieve de óxido de titanio no cae lo suficiente en esas atmósferas, y luego vuelve al lado más caluroso del día, se revaporiza y vuelve a un estado gaseoso ".
Los investigadores utilizaron la cámara 3 de campo ancho del Hubble para realizar observaciones espectroscópicas de la atmósfera del exoplaneta en luz infrarroja cercana. Hubble hizo las observaciones mientras el mundo distante viajaba detrás de su estrella, un evento de tránsito llamado eclipse secundario. Este tipo de tránsito produceinformación sobre la temperatura de los componentes de la atmósfera en el lado del día del exoplaneta.
"Estas observaciones de Kepler-13Ab nos dicen cómo se forman los condensados y las nubes en las atmósferas de Júpiter muy caliente, y cómo la gravedad afectará la composición de una atmósfera", explicó Beatty. "Cuando se observan estos planetas, es necesariosaber no solo qué tan calientes están, sino también cómo es su gravedad "
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Materiales proporcionado por Estado Penn . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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