Una encuesta que utiliza datos del Telescopio Espacial Spitzer de la NASA, que se apagó en 2020, ha revelado la existencia de tres tipo distintos de exoplanetas calientes de tamaño similar a Júpiter.
Las mediciones de la temperatura y las propiedades químicas de los Júpiter calientes, y cómo estos afectan sus atmósferas similares a calderos, se realizaron recolectando luz de la parte infrarroja del espectro, los «mapas de calor» que eran la especialidad de Spitzer.
Los Júpiter calientes son gigantes gaseosos, en cierto modo similares a nuestro propio Júpiter en términos de masa y tamaño, pero con temperaturas mucho más altas. Orbitan sus estrellas con tanta fuerza que un «año», una vez alrededor de la estrella, puede toma solo unos días. Esta correa orbital corta los mantiene infernalmente calientes.
Los astrónomos han encontrado más de 700 hasta ahora en nuestra galaxia, tantos que ahora han podido realizar el estudio estadístico más grande de estos planetas extremos utilizando datos de Spitzer.
El nuevo estudio, que involucró a 49 Júpiter calientes, elegidos en parte porque las firmas moleculares en sus atmósferas podrían medirse con mayor precisión, comienza a revelar tendencias y puntos en común en toda una población.
Parecen agruparse en tres familias, encontró el equipo científico: los Júpiter calientes «más fríos», con temperaturas atmosféricas de hasta aproximadamente 700 grados Celsius, los Júpiter calientes de aproximadamente de 700 a 1.700 grados Celsius, y los Júpiter ultra calientes, aquellos por encima de 1.700 grados Celsius.
El hallazgo más inesperado para los científicos que estudian estos gigantes fue que entre los Júpiter calientes más fríos no se vieron rastros de metano en sus atmósferas.
Los modelos informáticos, simulaciones de atmósferas calientes de Júpiter, que se calculan utilizando supuestos científicos comunes predijeron la abundancia de metano en estos mundos. El gas está presente en pequeñas cantidades en la atmósfera de nuestro propio Júpiter (no caliente) y abunda en los gigantes gaseosos Urano y Neptuno.
«Vimos que algunas atmósferas se comportan de manera diferente en comparación con los [modelos más simples]», escribió en un correo electrónico citado por la NASA la autora principal Claire Baxter, de la Universidad de Amsterdam. «No encontrar metano en ninguno de estos planetas fue sorprendente con las suposiciones básicas que habíamos hecho».
Otro resultado importante entre los Júpiter ultracalientes es la evidencia de mezcla vertical en sus atmósferas. El monóxido de carbono y el metano se mezclan juntos en estos planetas, según se interpreta a partir de los datos de Spitzer, con la mezcla más fuerte en los planetas más calientes. Esta mezcla se explica mejor mezclando las regiones superior e inferior de la atmósfera.
«Ver la evidencia de la mezcla vertical en un sentido estadístico es un paso importante porque está predicho por modelos y también fue visto previamente en enanas marrones (estrellas fallidas)», escribió Baxter. «Ahora hemos recopilado evidencia de que este efecto también se observa en atmósferas de exoplanetas».
Un tercer hallazgo ayuda a mejorar la comprensión de un misterio de larga data. Algunos análisis previos sugirieron que los Júpiter calientes podrían tener un contenido de metales más alto que sus estrellas, lo que sería difícil de explicar.
Pero los datos de Spitzer de la nueva encuesta parecen poner esa cuestión bajo una luz diferente. Las observaciones de Spitzer se ajustan a la imagen de planetas con aproximadamente la misma composición química que sus estrellas, lo que se esperaría de planetas y estrellas que se formaron a partir del mismo disco protoplanetario.
Como en la mayoría de las familias, los diversos miembros de los grupos de Júpiter calientes tienen muchas peculiaridades individuales, al tiempo que mantienen estrechas relaciones.
