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Descubren lluvia de hierro en un exoplaneta

El lado diurno de WASP-76b se calienta tanto que genera vapor metálico


En un exoplaneta descubierto en 2013 y situado a 390 años luz de la Tierra llueve hierro en vez de agua porque su lado nocturno permanece en oscuridad perpetua y recibe vapor de hierro procedente del lado diurno, con temperaturas de 2.400ºC.





Representación artística del lado nocturno de WASP-76b.ESO/M. Kornmesser.
Representación artística del lado nocturno de WASP-76b.ESO/M. Kornmesser.
Los astrónomos han descubierto que en un exoplaneta de la constelación de Piscis, conocido como WASP-76b y que se encuentra a unos 390 años luz de distancia, llueve hierro en vez de agua.

El exoplaneta gigante ultracaliente, descubierto en 2013,  tiene un lado diurno en el que se superan los 2.400 grados Celsius, una temperatura lo suficientemente alta como para vaporizar metales.

Los fuertes vientos llevan el vapor de hierro al lado nocturno, más frío, donde se condensa en forma de gotas de hierro.
Se podría decir que este planeta se vuelve lluvioso por la noche, excepto por el hecho de que llueve hierro”, afirma David Ehrenreich, profesor de la Universidad de Ginebra (Suiza), quien ha dirigido un estudio sobre este exoplaneta exótico publicado en la revista Nature.

Dos caras

Este extraño fenómeno tiene lugar porque el planeta donde "llueve hierro" sólo muestra una cara, su lado de día, a su estrella madre; su lado nocturno, más fresco, permanece en oscuridad perpetua.

Al igual que la Luna, en su órbita alrededor de la Tierra, WASP-76b tiene un acoplamiento de marea: tarda lo mismo en girar alrededor de su eje que en dar la vuelta a la estrella.

En su lado diurno recibe miles de veces más radiación de su estrella madre que la Tierra del Sol. Hace tanto calor que las moléculas se separan en átomos: metales como el hierro se evaporan entonces a la atmósfera.

La extrema diferencia de temperatura entre los lados del día y de la noche da lugar a fuertes vientos que llevan el vapor de hierro desde el ultracaliente lado diurno hacia el lado nocturno, más frío, donde las temperaturas disminuyen a unos 1.500 grados centígrados.

Química particular

Según el nuevo estudio, WASP-76b no solo tiene diferentes temperaturas día-noche, sino que también tiene una química distinta en las zonas día-noche.

Utilizando el nuevo instrumento ESPRESSO, instalado en el VLT de ESO, en el desierto chileno de Atacama, los astrónomos identificaron por primera vez variaciones químicas en un planeta gigante gaseoso ultracaliente.

Detectaron una fuerte firma de vapor de hierro en la zona que separa el lado diurno del planeta de su lado nocturno.

Sorprendentemente, sin embargo, no vemos el vapor de hierro por la mañana”, comenta Ehrenreich. La razón, dice, es que “está lloviendo hierro en el lado nocturno de este exoplaneta extremo”.

Las observaciones muestran que, en la atmósfera del lado diurno y caliente de WASP-76b, el vapor de hierro es abundante”, añade María Rosa Zapatero Osorio, astrofísica del Centro de Astrobiología de Madrid (España) que dirige el equipo científico ESPRESSO.

Una fracción de este hierro se inyecta en el lado nocturno debido a la rotación del planeta y los vientos atmosféricos. Allí, el hierro se encuentra con ambientes mucho más fríos, se condensa y cae en forma de lluvia".

Esta ilustración de cómic muestra una vista cercana de la frontera entre día y noche en el exoplaneta WASP-76b. Crédito: Frederik Peeters.
Esta ilustración de cómic muestra una vista cercana de la frontera entre día y noche en el exoplaneta WASP-76b. Crédito: Frederik Peeters.
Primeras observaciones

Este resultado se obtuvo de las primeras observaciones científicas realizadas con ESPRESSO, en septiembre de 2018, por el consorcio científico que construyó el instrumento: un equipo de Portugal, Italia, Suiza, España y ESO.

ESPRESSO —siglas de Echelle SPectrograph for Rocky Exoplanets and Stable Spectroscopic Observations, espectógrafo Echelle para exoplanetas rocosos y observaciones espectroscópicas estables— fue diseñado originalmente para cazar planetas similares a la Tierra alrededor de estrellas similares al Sol.

Sin embargo, ha demostrado ser mucho más versátil. “Pronto nos dimos cuenta de que la notable capacidad colectora de luz del VLT y la extrema estabilidad de ESPRESSO la convertían en una máquina de primera para estudiar atmósferas de exoplanetas”, afirma Pedro Figueira, científico del instrumento ESPRESSO de ESO en Chile.

"Lo que tenemos ahora es una forma completamente nueva de rastrear el clima de los exoplanetas más extremos”, concluye Ehrenreich.

Referencia

Nightside condensation of iron in an ultra-hot giant exoplanet. David Ehrenreich et al. Nature 2020.


Miércoles, 11 de Marzo 2020
ESO/T21
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