James Webb revela atmósfera clara y de baja masa molecular media en el sub-Neptuno TOI-421 b
- Alex Peñarroya
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Una nueva observación realizada con el telescopio espacial James Webb (JWST) ha revelado que TOI-421 b, un sub-Neptuno caliente con un radio de 2.65 R⊕ y una temperatura de equilibrio de aproximadamente 920 K, posee una atmósfera sorprendentemente clara, libre de neblinas fotocatalíticas, y dominada por hidrógeno y helio. El estudio, liderado por Brian Davenport (Universidad de Maryland), ha sido publicado en The Astrophysical Journal Letters (Vol. 984, L44, 2025).
Los investigadores combinaron espectros de transmisión obtenidos mediante los instrumentos NIRISS/SOSS (0.8–2.8 μm) y NIRSpec/G395M (2.8–5.2 μm) para caracterizar la atmósfera de TOI-421 b. El análisis muestra la presencia inequívoca de vapor de agua (H₂O) con abundancias consistentes con una composición solar, y una masa molecular media estimada entre 2.3 y 2.7 amu. A diferencia de otros sub-Neptunos previamente estudiados —en su mayoría orbitando estrellas frías tipo K o M— TOI-421 b orbita una estrella tipo G, similar al Sol, lo que lo convierte en un caso excepcional dentro de la muestra observada hasta la fecha.
No se encontraron evidencias significativas de aerosoles o nubes en la atmósfera, lo que respalda modelos teóricos que predicen la inhibición de neblinas de hidrocarburos a temperaturas superiores a ~850 K debido a la escasez de metano y la prevalencia de monóxido de carbono como portador principal del carbono. Las detecciones tentativas de SO₂ y CO no alcanzan una significancia estadística robusta, lo que motiva la necesidad de futuras observaciones para su confirmación.
TOI-421 b encaja en el contexto teórico del "valle de radios" de Kepler, como un planeta que ha experimentado pérdida atmosférica fotoevaporativa o impulsada por el núcleo, pero que ha retenido una envoltura primordial dominada por H/He. Modelos internos consistentes con la densidad observada indican una envoltura de gas que representa aproximadamente el 0.5–1% de la masa planetaria.
Este descubrimiento refuerza la idea de que la diversidad atmosférica entre sub-Neptunos podría estar estrechamente relacionada con la temperatura de equilibrio y el tipo espectral de la estrella anfitriona. TOI-421 b, al representar un arquetipo de sub-Neptuno caliente en un entorno solar, se convierte en una referencia crítica para futuros estudios comparativos.
Referencia:
Davenport, B. et al. (2025). TOI-421 b: A Hot Sub-Neptune with a Haze-free, Low Mean Molecular Weight Atmosphere, The Astrophysical Journal Letters, 984:L44. https://doi.org/10.3847/2041-8213/adcd76