JWST capta las imágenes del superjúpiter más cercano
Por: Max Planck Society.
24 de julio de 2024
El exoplaneta gigante gaseoso Epsilon Indi Ab, fotografiado con el instrumento MIRI del telescopio Webb de la NASA. El símbolo de una estrella marca la ubicación de la estrella anfitriona, cuya luz ha sido bloqueada por el coronógrafo de MIRI, lo que da lugar al círculo oscuro con una línea discontinua blanca. El planeta está a la izquierda de la estrella. Crédito de la imagen: NASA, ESA, CSA, STScI, E. Matthews (Instituto Max Planck de Astronomía).
Utilizando el telescopio espacial James Webb (JWST), un equipo de astrónomos dirigido por el Instituto Max Planck de Astronomía (MPIA) obtuvo una imagen de un nuevo exoplaneta que orbita una estrella en el cercano sistema triple Epsilon Indi. El planeta es un superjúpiter frío que presenta una temperatura de alrededor de 0 °C y una órbita amplia comparable a la de Neptuno alrededor del Sol. Esta medición fue posible gracias a las capacidades de obtención de imágenes sin precedentes del JWST en el infrarrojo térmico.
Es un ejemplo del potencial que existe para encontrar muchos más planetas similares a Júpiter en términos de masa, temperatura y órbita. Su estudio mejorará nuestro conocimiento sobre cómo se forman y evolucionan los gigantes gaseosos a lo largo del tiempo. “Nos emocionamos cuando nos dimos cuenta de que habíamos captado una imagen de este nuevo planeta”, dijo Elisabeth Matthews, investigadora del MPIA en Heidelberg, Alemania.
“Para nuestra sorpresa, el punto brillante que apareció en nuestras imágenes de MIRI no coincidía con la posición que esperábamos para el planeta. Estudios anteriores habían identificado correctamente un planeta en este sistema, pero subestimaron la masa y la separación orbital de este gigante gaseoso superjúpiter”, expresó Matthews.
Con la ayuda del JWST, el equipo pudo aclarar las cosas. El planeta gira alrededor del componente principal del sistema estelar triple cercano, Epsilon Indi, o Eps Ind para abreviar. Las convenciones de etiquetado astronómico asignan la etiqueta Eps Ind A a esa estrella primaria, una estrella enana roja un poco más pequeña y más fría que el Sol. Para construir el nombre del planeta, se añade una “b”, lo que da como resultado la designación Eps Ind Ab.
Esta detección es bastante inusual en varios aspectos, muestra el primer exoplaneta fotografiado con el JWST que no había sido fotografiado desde la Tierra y es mucho más frío que los planetas gaseosos que el JWST ha estudiado hasta ahora. Una "imagen" significa que el planeta aparece como un punto brillante en las imágenes y, por lo tanto, representa una evidencia directa. Los métodos de tránsito y velocidad radial son evidencia indirecta, ya que el planeta solo se revela a través de sus efectos.
Los nuevos datos del JWST son consistentes con un super-Júpiter con una masa seis veces mayor que la del Júpiter del Sistema Solar. Eps Ind Ab orbita su estrella anfitriona en una órbita elíptica excéntrica cuya separación máxima con respecto a Eps Ind A debería estar entre 20 y 40 unidades astronómicas. Hasta la fecha, sólo se conocen unos pocos planetas gigantes gaseosos fríos que orbitan alrededor de estrellas de la era solar, y todos ellos se han deducido indirectamente a partir de mediciones de velocidad radial. Al obtener imágenes y espectros de los planetas, los astrónomos pueden estudiar sus atmósferas y rastrear la evolución de los sistemas planetarios en comparación con los modelos computacionales.
El estudio de los planetas en sistemas planetarios completamente asentados ayuda a atar cabos sueltos relativos a las últimas etapas de la evolución planetaria y a refinar nuestra comprensión general de la formación y evolución de los planetas. Las recientes observaciones abren el camino hacia el descubrimiento de muchos más de estos planetas gigantes gaseosos fríos, lo que permitirá a los astrónomos estudiar una nueva clase de exoplanetas y compararlos con los gigantes gaseosos del Sistema Solar.
Para el estudio, el equipo de investigación decidió emprender una detección por imagen directa; por este motivo, el equipo empleó la cámara MIRI (Mid-Infrared Instrument) del JWST equipada con un coronógrafo. Esta máscara que bloquea la luz cubre la estrella como un eclipse artificial. Otra ventaja es la proximidad de Eps Ind a la Tierra, que está a solo 12 años luz. Cuanto menor es la distancia a la estrella, mayor es la separación entre dos objetos que aparece en una imagen, lo que proporciona una mejor posibilidad de mitigar la interferencia de la estrella anfitriona.
MIRI fue la elección perfecta porque observa en el rango térmico o infrarrojo medio, donde los objetos fríos brillan intensamente. “Hemos descubierto una señal en nuestros datos que no se corresponde con el exoplaneta esperado”, afirma Matthews. El punto de luz en la imagen no se encontraba en la posición prevista. “Pero el planeta seguía pareciendo un planeta gigante”, añade Matthews, sin embargo, antes de poder hacer tal evaluación, los astrónomos tuvieron que descartar que la señal procediera de una fuente de fondo no relacionada con Eps Ind A.
Este trabajo es sólo un primer paso hacia la caracterización de Eps Ind Ab. “Nuestro próximo objetivo es obtener espectros que nos proporcionen una huella digital detallada de la climatología y la composición química del planeta”, afirma Thomas Henning, director emérito del MPIA, co-investigador principal del instrumento MIRI y coautor del artículo. A largo plazo, el equipo de investigación espera observar también otros sistemas planetarios cercanos para buscar gigantes gaseosos fríos que puedan haber escapado a la detección.
Fuente:
https://phys.org/news/2024-07-webb-images-nearest-super-jupiter.html