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Webb ve dióxido de carbono en la atmósfera de un exoplaneta

Esta ilustración muestra cómo podría verse el exoplaneta WASP-39 b, según la comprensión actual del planeta.  WASP-39 b es un gigante gaseoso hinchado y caliente con una masa 0,28 veces la de Júpiter (0,94 veces la de Saturno) y un diámetro 1,3 veces mayor que el de Júpiter, que orbita a solo 0,0486 unidades astronómicas (4 500 000 millas) de su estrella.  La estrella, WASP-39, es un poco más pequeña y menos masiva que el Sol.  Debido a que está tan cerca de su estrella, WASP-39 b es muy caliente y es probable que esté bloqueada por mareas, con un lado mirando hacia la estrella en todo momento. Crédito: NASA, ESA, CSA, Leah Hustak (STScI), Joseph Olmsted (STScI)

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Después de años de preparación y anticipación, los investigadores de exoplanetas están extasiados. El Telescopio Espacial James Webb de la NASA ha capturado un arcoíris asombrosamente detallado de luz estelar en el infrarrojo cercano filtrado a través de la atmósfera de un gigante de gas caliente a 700 años luz de distancia. El espectro de transmisión del exoplaneta WASP-39 b, basado en un solo conjunto de mediciones realizadas con el espectrógrafo de infrarrojo cercano de Webb y analizado por docenas de científicos, representa un triplete de primicias: la primera observación científica oficial de Webb de un exoplaneta; el primer espectro detallado de exoplanetas que cubre esta gama de colores del infrarrojo cercano; y la primera evidencia indiscutible de dióxido de carbono en la atmósfera de un planeta que orbita alrededor de una estrella distante.

Un espectro de transmisión del exoplaneta gigante de gas caliente WASP-39 b capturado por el espectrógrafo de infrarrojo cercano de Webb (NIRSpec) el 10 de julio de 2022 revela la primera evidencia clara de dióxido de carbono en un planeta fuera del sistema solar. Este es también el primer espectro detallado de transmisión de exoplanetas jamás capturado que cubre longitudes de onda entre 3 y 5,5 micrones.  Crédito: NASA, ESA, CSA, Leah Hustak (STScI), Joseph Olmsted (STScI)

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El Telescopio Espacial James Webb de la NASA ha capturado la primera evidencia clara de dióxido de carbono en la atmósfera de un planeta fuera del sistema solar. Esta observación de un planeta gigante gaseoso que orbita una estrella similar al Sol a 700 años luz de distancia proporciona información importante sobre la composición y formación del planeta. El hallazgo, que se acepta para su publicación en Nature , también es indicativo de la capacidad única de Webb para detectar y medir el dióxido de carbono en las atmósferas más delgadas de los planetas rocosos más pequeños.


WASP-39 b es un gigante de gas caliente con una masa de aproximadamente un cuarto de la de Júpiter (casi la misma que la de Saturno) y un diámetro 1,3 veces mayor que el de Júpiter. Su extrema hinchazón está relacionada en parte con su alta temperatura (alrededor de 1600 grados Fahrenheit o 900 grados Celsius). A diferencia de los gigantes gaseosos más fríos y compactos de nuestro sistema solar, WASP-39 b orbita muy cerca de su estrella, solo alrededor de un octavo de la distancia entre el Sol y Mercurio, completando un circuito en poco más de cuatro días terrestres. El descubrimiento del planeta, informado en 2011, se realizó en base a detecciones terrestres de la atenuación sutil y periódica de la luz de su estrella anfitriona a medida que el planeta transita o pasa frente a la estrella.

Una serie de curvas de luz del espectrógrafo de infrarrojo cercano de Webb (NIRSpec) muestra el cambio en el brillo de tres longitudes de onda (colores) diferentes de la luz del sistema estelar WASP-39 a lo largo del tiempo a medida que el planeta transitaba por la estrella el 10 de julio de 2022. A El tránsito ocurre cuando un planeta en órbita se mueve entre la estrella y el telescopio, bloqueando parte de la luz de la estrella. Esta observación se realizó utilizando el modo de serie temporal de objetos brillantes NIRSpec PRISM, que implica el uso de un prisma para dispersar la luz de un solo objeto brillante (como la estrella WASP-39) y medir el brillo de cada longitud de onda en intervalos de tiempo establecidos. Para capturar estos datos, Webb observó el sistema estelar WASP-39 durante más de ocho horas, comenzando unas tres horas antes del tránsito y terminando unas dos horas después de que se completara el tránsito. El tránsito en sí duró unas tres horas. Cada curva que se muestra aquí incluye un total de 500 mediciones de brillo individuales, aproximadamente una por minuto. Aunque todos los colores están bloqueados hasta cierto punto por el planeta, algunos colores están más bloqueados que otros. Esto ocurre porque cada gas en la atmósfera absorbe diferentes cantidades de longitudes de onda específicas. Como resultado, cada color tiene una curva de luz ligeramente diferente. Durante el tránsito de WASP-39 b, la luz con una longitud de onda de 4,3. Crédito: NASA, ESA, CSA, Leah Hustak (STScI), Joseph Olmsted (STScI)

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Observaciones anteriores de otros telescopios, incluidos los telescopios espaciales Hubble y Spitzer de la NASA, revelaron la presencia de vapor de agua, sodio y potasio en la atmósfera del planeta. La inigualable sensibilidad infrarroja de Webb ahora también ha confirmado la presencia de dióxido de carbono en este planeta.

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