Hace tan solo unos años, únicamente era posible determinar dos características clave de los exoplanetas: su masa y su radio. Sin embargo, los avances tecnológicos recientes han abierto una ventana completamente nueva al estudio de estos mundos más allá de nuestro sistema solar. Instrumentos de última generación, como CRIRES+, un espectrógrafo criogénico de alta resolución en el infrarrojo –desarrollado específicamente para buscar y caracterizar exoplanetas tipo supertierra potencialmente habitables–, permiten explorar en detalle la dinámica y composición de sus atmósferas.

Gracias a esta tecnología, un reciente estudio, en el que participa el Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC), y que ha sido publicado en la revista Astronomy & Astrophysics, ha permitido descubrir una potente corriente en chorro que circula a velocidad supersónica por el ecuador del exoplaneta WASP-127b. “Se trata del viento más rápido jamás medido en ningún planeta conocido hasta el momento”, señala Lisa Nortmann, investigadora de la Universidad de Gotinga, Alemania, que lidera el trabajo.

Este salto en precisión nos acerca cada vez más a comprender mejor las condiciones en las que podrían surgir planetas similares a la Tierra. «Los planetas gigantes calientes son algo que no tenemos en nuestro Sistema Solar. Estudiar sus atmósferas en gran detalle supone una manera de comprender los procesos químicos y dinámicos que llevaron a la formación de estos planetas extraordinarios y de poner a prueba nuestros modelos teóricos en casos únicos como el de WASP-127b», destaca Denis Shulyak, investigador del Instituto de Astrofísica de Andalucía y coautor del artículo.

WASP-127 B, un exoplaneta gigante 

El equipo internacional estudió la atmósfera del exoplaneta WASP-127b utilizando espectroscopía infrarroja de alta resolución. WASP-127b es un tipo de exoplaneta conocido como «Júpiter caliente» porque tiene un tamaño similar al de Júpiter en nuestro propio Sistema Solar, pero mucho menos masivo: tiene solo una sexta parte de su masa y con una temperatura atmosférica mucho más alta. Esta temperatura tan elevada se debe a una distancia orbital muy corta, ya que WASP-127b está cien veces más cerca de su estrella anfitriona –de tipo G– que Júpiter del Sol.

Su descubrimiento fue anunciado en 2016 y sigue siendo un objeto de estudio interesante, ya que sus características extremas lo convierten en un laboratorio natural para entender cómo se forman y evolucionan los planetas gigantes en sistemas distintos al nuestro.

Debido a la lejanía de este planeta, que impide su observación directa desde la Tierra, y al intenso brillo de su estrella, que oculta cualquier luz emitida por el propio planeta, el equipo recurrió a un enfoque indirecto para su estudio. Cuando el planeta pasa frente a su estrella, parte de la luz de esta atraviesa la atmósfera del planeta. Al analizar y comparar la luz recibida antes y durante el tránsito del exoplaneta, a través del disco de la estrella, el equipo científico pudo reconstruir las propiedades atmosféricas del planeta.

Los resultados confirman la presencia de vapor de agua y monóxido de carbono en la atmósfera de WASP-127b. Además, y para sorpresa de los investigadores, los análisis detallados de las formas de las líneas espectrales demostraron un perfil de velocidad con doble pico en el material atmosférico. Este descubrimiento indica que parte de la atmósfera se mueve hacia nosotros a una velocidad asombrosa de 9 km por segundo, mientras que otra parte se aleja de nosotros a la misma velocidad, lo que sugiere la presencia de una potente corriente en chorro circulando a velocidad supersónica en el ecuador del planeta.

Este chorro se mueve casi seis veces más rápido que la rotación del planeta. «Esto es algo que nunca habíamos observado antes», apunta Lisa Nortmann (Universidad de Gotinga). En comparación, el viento más rápido medido en el Sistema Solar se encontró en Neptuno, moviéndose a 0.5 km por segundo.

Al mismo tiempo, los datos revelaron señales más débiles provenientes de los polos del planeta, lo que indica condiciones más frías en comparación con el ecuador y confirma la presencia de variaciones latitudinales significativas en su atmósfera. Aunque esto ya se había observado en otros planetas de nuestro Sistema Solar, hasta la fecha había sido un desafío estudiar tales variaciones en planetas extrasolares.

Estudio sobre las atmósferas de los exoplanetas

El Dr. Artie Hatzes, investigador principal del instrumento CRIRES+ y parte del equipo de investigación, asegura que capturar esos detalles de velocidad del material atmosférico de un exoplaneta, solo es posible con espectroscopía de alta resolución en un gran telescopio. «Este descubrimiento resalta una de las razones por las que construimos CRIRES+. Nuestra capacidad para utilizarlo a la hora de resolver los detalles finos de las atmósferas de los exoplanetas nos da una mejor comprensión de estos mundos distantes y complementa los hallazgos de los telescopios espaciales».