Los resultados sobre el recientemente encontrado exoplaneta LTT 9779b fueron publicados en la revista Astrophysical Journal Letters. El artículo detalla la primera caracterización atmosférica espectral de cualquier planeta descubierto por TESS, el primer mapa de temperatura global de cualquier planeta de TESS con atmósfera y un Neptuno caliente cuyo espectro de emisión es fundamentalmente diferente de los muchos “Júpiteres calientes” más grandes previamente estudiados.

“Por primera vez, medimos la luz proveniente de este planeta que no debería existir”, dijo Ian Crossfield, profesor asistente de física y astronomía en la KU y autor principal del artículo. “Este planeta está tan intensamente irradiado por su estrella que su temperatura está por encima de los 1.650 grados C y su atmósfera podría haberse evaporado por completo. Sin embargo, nuestras observaciones con el Spitzer nos muestran su atmósfera a través de la luz infrarroja que el planeta emite”.

Aunque LTT 9779b es extraordinario, una cosa es cierta: a la gente probablemente no le gustaría mucho estar allí.

“Este exoplaneta no tiene una superficie sólida, y es mucho más caliente incluso que Mercurio en nuestro sistema solar – no solo se derretiría el plomo en la atmósfera de este planeta, sino también el platino, el cromo y el acero inoxidable”, dijo Crossfield. “Un año en este exoplaneta tiene menos de 24 horas: así de rápido se mueve alrededor de su estrella. Es un sistema bastante extremo”.

El Neptuno Caliente LTT 9779b fue descubierto justo el año pasado, convirtiéndose en uno de los primeros exoplanetas del tamaño de Neptuno descubierto por la misión TESS de la NASA. Crossfield y sus coautores usaron una técnica llamada análisis de “curva de fase” para analizar la composición atmosférica del exoplaneta.

La impresión artística muestra el exoplaneta LTT9779b cerca de la estrella que orbita, destacando el lado diurno ultra caliente (2000 Kelvin) del planeta y su lado nocturno bastante caliente (alrededor de 1000 K). (Foto: Ethen Schmidt/University of Kansas)

“Medimos cuánta luz infrarroja estaba siendo emitida por el planeta mientras rotaba 360 grados sobre su eje”, dijo. “La luz infrarroja te dice la temperatura de algo y dónde están las partes más calientes y frías de este planeta; en la Tierra, esta no es más caliente al mediodía; es más caliente un par de horas después, ya por la tarde. Pero en este planeta, en realidad hace más calor casi al mediodía. Vemos la mayor parte de la luz infrarroja que viene de la parte del planeta cuando su estrella está directamente encima y mucho menos de otras partes del planeta”.

Las lecturas de la temperatura del planeta son vistas como una forma de caracterizar su atmósfera.

“El planeta es mucho más frío de lo que esperábamos, lo que sugiere que está reflejando gran parte de la luz estelar incidente que recibe, presumiblemente debido a las nubes del lado diurno”, dijo el coautor Nicolas Cowan del Instituto para la Investigación de Exoplanetas (iREx) y la Universidad McGill de Montreal, quien ayudó en el análisis e interpretación de las mediciones de la curva de fase térmica. “El planeta tampoco transporta mucho calor a su lado nocturno, pero creemos que eso lo entendemos: La luz estelar que es absorbida lo es probablemente en lo alto de la atmósfera, desde donde la energía es rápidamente irradiada de vuelta al espacio”.

Según Crossfield, los resultados son solo un primer paso hacia una nueva fase de la exploración exoplanetaria, ya que el estudio de las atmósferas de los exoplanetas se está moviendo constantemente hacia planetas cada vez más pequeños.

“No diría que entendemos todo sobre este planeta ahora, pero hemos medido lo suficiente para saber que este va a ser un objeto realmente fructífero para su estudio futuro”, dijo. “Ya está siendo considerado como objeto de observación con el Telescopio Espacial James Webb, que es el próximo gran telescopio espacial insignia de la NASA, de miles de millones de dólares, que se pondrá en marcha en un par de años. Lo que nuestras mediciones hasta ahora nos muestran son lo que llamamos las características de absorción espectral, y su espectro indica monóxido de carbono y/o dióxido de carbono en la atmósfera. Estamos empezando a comprender qué moléculas componen su atmósfera. Dado que vemos esto, y por cómo se ve este mapa de la temperatura global, ello también nos dice algo sobre cómo los vientos están haciendo circular la energía y el material por la atmósfera de este mini planeta gaseoso”.

Crossfield explicó la extrema rareza de los mundos parecidos a Neptuno que se encuentran cerca de sus estrellas anfitrionas, una región típicamente tan desprovista de planetas que los astrónomos la llaman el “caliente desierto de Neptuno”.

“Creemos que esto se debe a que los Neptunos calientes no son lo suficientemente masivos para evitar una evaporación atmosférica sustancial y la pérdida de masa”, dijo. “Así que la mayoría de los exoplanetas calientes cercanos son masivos Júpiteres calientes o planetas rocosos que hace tiempo perdieron la mayor parte de sus atmósferas”.

Un documento que acompaña a esta investigación, dirigido por Diana Dragomir, profesora adjunta de física y astronomía de la Universidad de Nuevo México, investiga la composición atmosférica del exoplaneta a través de observaciones secundarias de eclipses con la cámara IRAC del Spitzer del Neptuno caliente.

Aunque el LTT 9779b no es adecuado para su colonización por parte de seres humanos o cualquier otra forma de vida conocida, Crossfield dijo que la evaluación de su atmósfera perfeccionaría las técnicas que algún día podrían utilizarse para encontrar planetas más acogedores para la vida.