En este exoplaneta llueven zafiros y rubíes: los astrónomos consiguen estudiar por primera vez la meteorología completa con pistas sobre dónde se forman estos planetas

Júpiter es el planeta más grande del Sistema Solar, aunque existen otros más lejanos que pueden llegar a doblar su tamaño e incluso presentar 11 veces una masa mayor que la de este dios del Olimpo.

Es el caso del exoplaneta WASP-121b, un gigante gaseoso masivo de casi el doble del tamaño de Júpiter. Presentan temperaturas ultracalientes y fue descubierto en 2015 en su órbita alrededor de una estrella a 850 años luz de la Tierra.

Ahora, un equipo de astrónomos del Instituto Tecnológico de Massachussets (MIT), en Estados Unidos, ha conseguido obtener la primera vista detallada de la atmósfera de este planeta, la cual supone también la primera en esta categoría.

Para tal labor, el estudio se ha enmarcado dentro de la misión TESS (Satélite de Estudio de Exoplanetas en Tránsito) de la NASA, operada por el MIT, aunque la administración corre a cargo del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA.

Además, se usó una cámara espectroscópica a bordo del Telescopio Espacial Hubble de la NASA. En este caso se observaron 2 órbitas completas, en 2018 y 2019. 

Descubren un planeta gigante que orbita alrededor de 2 estrellas y que desafía las teorías de cómo se formaron los cuerpos celestes 

Lo que han descubierto es asombroso: han podido obtener la meteorología completa del exoplaneta, es decir, que han estudiado sus ciclos de agua, así como de otros materiales bastante exóticos.

“Con esta observación, realmente estamos obteniendo una visión global de la meteorología de un exoplaneta”, explica en un comunicado Thomas Mikal-Evans, director del estudio publicado en Nature Astronomy. 

Y dicho trabajo no es nada fácil, ya que estos Júpiter ultracalientes se caracterizan por tener lados opuestos muy diferentes. En este caso, la órbita solo dura 30 horas y está bloqueada por mareas. Así, su lado diurno recibe calor constantemente, mientras que en el lado nocturno pasa lo contrario.

“Los Júpiter calientes son famosos por tener lados diurnos muy brillantes, pero el lado nocturno es una bestia diferente", concreta Tansu Daylan, coautor del estudio. "El lado nocturno de WASP-121b es aproximadamente 10 veces más débil que su lado diurno”.

En este sentido, los astrónomos han podido calcular sus temperaturas, el ciclo del agua, las lluvias exóticas que se producen y la velocidad de los vientos que azotan el exoplaneta.

Agua, vientos extremos y lluvias exóticas

Seguro que recuerdas del colegio cómo circula el agua por la Tierra: primero se evapora y se condensa en las nubes para acabar lloviendo. En WASP-121b es diferentes: en el lado diurno los átomos que forman el agua se rompen con temperaturas superiores a 2.725 grados centígrados. Estos son arrastrados al lado nocturno.

En este lado de temperaturas más frías los átomos de hidrógeno y oxígeno se recombinan en moléculas de agua para regresar de nuevo al lado diurno y empezar de nuevo.

“Vimos esta característica del agua y mapeamos cómo cambiaba en diferentes partes de la órbita del planeta”, agrega Mikal-Evans. “Eso codifica información sobre la temperatura de la atmósfera del planeta en función de la altitud”.

Según sus cálculos, el ciclo de agua se sostiene gracias a vientos extremos que mueven los átomos por todo el planeta con velocidades de hasta 5 kilómetros por segundo. En 20 horas podría llegar a mover estos por todo el planeta. Aunque no todo es agua. 

También hay un ciclo de nubes exóticas de hierro y corindón –mineral que produce rubíes y zafiros–. En el lado diurno, las nubes se evaporan y pueden producirse lluvias de gemas líquidas

La evaporación y condensación tienen lugar debido a la gran variación en sus temperaturas: el lado diurno va desde 2.226 grados en su capa observable más profunda hasta 3.226 en sus capas superiores. El lado nocturno oscila entre 1.526 en su capa más profunda y 1.226 en su atmósfera superior. 

Finalmente, a lo largo de 2022 quieren poder observar los cambios en el monóxido de carbono mediante el reciente Telescopio Espacial James Webb.

“Esa sería la primera vez que podríamos medir una molécula que contiene carbono en la atmósfera de este planeta”, incide Mikal-Evans. "La cantidad de carbono y oxígeno en la atmósfera proporciona pistas sobre dónde se forman este tipo de planetas".