Mapeo de atmósferas extraterrestres en 3D: cielo y telescopio

Una nueva técnica traza el clima tormentoso de una enana marrón a 35 años luz de distancia, lo que permite a los astrónomos sondear las profundidades de la atmósfera y las nubes.

atmósfera de enana marrón

Las observaciones de una enana marrón realizadas por los telescopios espaciales Hubble y Spitzer de la NASA sugieren que la atmósfera de la estrella fallida contiene estructuras de nubes impulsadas por el viento, que recuerdan el clima de los planetas.

NASA/JPL-Caltech

Los astrónomos están ansiosos por comenzar a estudiar los cientos de planetas que Kepler ha descubierto, pero encontrar planetas es mucho más fácil que conocerlos. Ahora Dániel Apai y Esther Buenzli (Universidad de Arizona) y sus colegas son pioneros en una nueva técnica llamada mapeo de fase rotacional eso podría conducir algún día a imágenes en 3D de las atmósferas de planetas alienígenas.

Hay un problema: el equipo necesita imágenes directas del planeta para usar la técnica. Los astrónomos a menudo comparan las imágenes de exoplanetas con la detección de una luciérnaga cerca de un reflector: los telescopios actuales solo tienen la posibilidad de ver las luciérnagas más brillantes: super-Júpiter. (Esto podría cambiar pronto. La NASA actualmente está reuniendo un equipo de expertos en exoplanetas para desarrollar conceptos de misión de imágenes directas.)

Para su primer estudio de caso, el equipo de Apai se centró en obtener imágenes de la enana marrón 2MASS J22282889?431026, una estrella fallida que se encuentra a 35 años luz de distancia. Incluso los telescopios más modernos, como los telescopios espaciales Hubble y Spitzer, no pueden resolver la atmósfera de la enana marrón: toda la bola de gas aparece como un pequeño punto de luz en las imágenes. El equipo de Apai resolvió esto tomando imágenes de la enana marrón varias veces cada hora con Hubble y Spitzer.

enana marrón por dentro y por fuera

La ilustración de este artista muestra las sorprendentes capas compensadas detectadas en la atmósfera de la enana marrón. Por ejemplo, el parche grande y brillante en la capa exterior (justo a la derecha de la flecha) se ha desplazado hacia la derecha en la capa interior, apareciendo en la parte inferior derecha de la imagen.

NASA/JPL-Caltech

La enana marrón rota cada 1,4 horas. También se ilumina cada 1,4 horas, lo que sugiere que hay un punto brillante en un lado. Pero para sorpresa de Apai, Hubble detectó el punto brillante hasta media hora antes que Spitzer. Los dos telescopios utilizaron cinco longitudes de onda diferentes para mirar a través de varias capas de la atmósfera lejana: las longitudes de onda más cortas sondean las capas superiores, mientras que las longitudes de onda infrarrojas más largas penetran el agua y el vapor de metano a las capas más profundas. El mapa tridimensional resultante de la atmósfera revela que el punto brillante es probablemente una tormenta masiva con una estructura compleja, que se desplaza a diferentes latitudes en las capas más profundas.

La atmósfera de la enana marrón es bastante caliente en comparación con Júpiter, aproximadamente 1200 °F (620 °C) en la parte superior de las nubes, por lo que las nubes de tormenta son probablemente más exóticas que las nubes de agua de la Tierra o las nubes de amoníaco de Júpiter. Aunque las observaciones no pueden distinguir entre varias composiciones de nubes, un modelo intrigante se ajusta razonablemente bien a los datos: una nube tormentosa de hierro, más densa en los niveles más bajos y más tenue cerca de la superficie, que libera gotas de lluvia de hierro líquido.

Referencia: E. Buenzli et al. «Estructura atmosférica vertical en una enana marrón variable: cambios de fase dependientes de la presión en curvas de luz simultáneas del telescopio espacial Hubble-Spitzer

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