Un equipo internacional de astrónomos descubrió que las composiciones atmosféricas de los planetas gigantes en la galaxia no se ajustan a la tendencia de nuestro propio sistema solar.

Usando el Telescopio Espacial James Webb (JWST) de la NASA, los investigadores descubrieron que la atmósfera del exoplaneta HD149026b, un ‘Júpiter caliente’ que orbita una estrella comparable a nuestro sol, es súper abundante en los elementos más pesados, carbono y oxígeno, muy por encima de lo que los científicos cabría esperar de un planeta de su masa.

Estos hallazgos, publicados en « Alto enriquecimiento de metales atmosféricos para un planeta con la masa de Saturno » en Nature el 27 de marzo, brindan información sobre la formación de planetas.

« Parece que cada planeta gigante es diferente, y estamos empezando a ver esas diferencias gracias a JWST », dijo Jonathan Lunine, profesor de ciencias físicas en la Universidad de Cornell y coautor del estudio.

Los planetas gigantes de nuestro sistema solar exhiben una correlación casi perfecta entre la composición general y la composición y masa atmosférica, dijo Jacob Bean, profesor de astronomía y astrofísica en la Universidad de Chicago y autor principal del artículo. Los planetas extrasolares muestran una diversidad mucho mayor de composiciones generales, pero los científicos no sabían cuán variadas son sus composiciones atmosféricas hasta este análisis de HD149026b, también conocido como Smertrios.

Smertrios está súper enriquecido en comparación con su masa, dijo Lunine : « Es la masa de Saturno, pero su atmósfera parece tener hasta 27 veces la cantidad de elementos pesados ​​en relación con su hidrógeno y helio que encontramos en Saturno ».

Esta relación, llamada metalicidad, aunque incluye muchos elementos que no son metales, es útil para comparar un planeta con su estrella u otros planetas en su sistema, dijo Lunine. Smertrios es el único planeta conocido en este particular sistema planetario.

Otra medida clave es la proporción de carbono a oxígeno en la atmósfera de un planeta, que revela la « receta » de los sólidos originales en un sistema planetario, dijo Lunine. Para Smertrios, es alrededor de 0,84, más alto que en nuestro sistema solar. En nuestro sol, es un poco más de un carbono por cada dos átomos de oxígeno (0,55).

Si bien una abundancia de carbono puede parecer favorable para las posibilidades de vida, una alta proporción de carbono a oxígeno en realidad significa menos agua en un planeta o en un sistema planetario, un problema para la vida tal como la conocemos.

Smertrios es un primer caso interesante de composición atmosférica para este estudio en particular, dijo Lunine, quien tiene planes para observar cinco exoplanetas gigantes más el próximo año usando JWST. Se necesitan muchas más observaciones antes de que los astrónomos puedan descubrir patrones entre planetas gigantes o en sistemas con múltiples planetas gigantes o planetas terrestres para la diversidad de composición que los astrónomos están comenzando a documentar.

« El origen de esta diversidad es un misterio fundamental en nuestra comprensión de la formación de planetas », dijo Bean. « Nuestra esperanza es que más observaciones atmosféricas de planetas extrasolares con JWST cuantifiquen mejor esta diversidad y produzcan restricciones en las tendencias más complejas que puedan existir ».

El estudio fue apoyado por la NASA y la Universidad de Chicago.