WASP-193b: ¡Un exoplaneta tan ligero como el algodón de azúcar!

Recreación artística del planeta WASP-193 b. Crédito: Universidad de Liège.

Artículo en el que se basa este astrobito: An extended low-density atmosphere around the Jupiter-sized planet WASP-193 b

Autoría: Khalid Barkaoui, Francisco J. Pozuelos, Coel Hellier, Barry Smalley, Louise D. Nielsen, Prajwal Niraula, Michaël Gillon, Julien de Wit, Simon Müller, Caroline Dorn, Ravit Helled, Emmanuel Jehin, Brice-Olivier Demory, Valerie Van Grootel, Abderahmane Soubkiou, Mourad Ghachoui, David R. Anderson, Zouhair Benkhaldoun, Francois Bouchy, Artem Burdanov, Laetitia Delrez, Elsa Ducrot, Lionel Garcia, Abdelhadi Jabiri, Monika Lendl, Pierre F. L. Maxted, Catriona A. Murray, Peter Pihlmann Pedersen, Didier Queloz, Daniel Sebastian, Oliver Turner, Stephane Udry, Mathilde Timmermans, Amaury H. M. J. Triaud and Richard G. West  

Institución del primer autor: Astrobiology Research Unit, Université de Liège, Liège, Belgium.

Estado de la publicación: publicado en “Nature Astronomy”.

Un zoo de planetas extrasolares

Desde el descubrimiento del primer planeta fuera del sistema solar o exoplaneta en 1992, este campo de la astronomía ha experimentado un crecimiento exponencial. De hecho, hoy en día conocemos ya más de 5000 exoplanetas. Entre todos ellos podemos encontrar una gran variedad, con planetas rocosos y pequeños, similares a la Tierra, hasta gigantes de gas como Júpiter o Saturno. Al igual que en nuestro Sistema Solar, los planetas extrasolares pueden encontrarse en órbitas cercanas a su estrella, o muy alejados. Todo esto tendrá un papel determinante en la temperatura, atmósfera y características de cada planeta.

A lo largo de los años se ha desarrollado una extensa clasificación de este “zoo” de exoplanetas, basada en diferentes criterios como su tamaño, masa, composición o ubicación. Entre ellos destacan los planetas terrestres, de superficie rocosa y de pequeño tamaño; y los gigantes gaseosos o planetas jovianos, enormes planetas como Júpiter compuestos de gas, principalmente hidrógeno y helio. Además, encontramos también dos tipos intermedios como los mini-Neptunos y las súper-tierras (como se muestra en la Figura 1). En los últimos años, con el creciente conocimiento en la formación y evolución de los sistemas planetarios, se han ido añadiendo también diferentes sub-clasificaciones, como Júpiteres calientes, Neptunos calientes, Neptunos fríos, planetas oceáno, e incluso mundos de lava.

Figura 1: Clasificación esquemática de los principales tipos de exoplanetas, indicando el porcentaje de ellos descubierto correspondiente a cada tipo. Crédico: NASA/JPL-Caltech.

WASP-193 b: Un gigante “de algodón de azúcar”

Gracias al desarrollo tecnológico de la astronomía, frecuentemente se realizan descubrimientos que desafían las teorías actualmente conocidas. Este es el caso que presentamos en este astrobito. Recientemente, un equipo de investigación internacional ha descubierto un planeta que desafía las teorías de formación y evolución planetaria. A través de varias observaciones con  diferentes telescopios situados en los observatorios de Paranal y La Silla en Chile, este grupo de investigación ha descubierto el exoplaneta WASP-193 b utilizando el método de tránsitos. Esto es, midiendo la disminución de brillo de su estrella cuanto el planeta pasa por delante de ella durante su órbita, eclipsando parte de su flujo total, tal y como se muestra en la Figura 2.

Figura 2: Curvas de tránsito de WASP-193 b. Los puntos de diferentes colores muestran el flujo medido de la estrella, donde se observa una caída en los momentos en los que el planeta pasa por delante de la misma, eclipsando parte del brillo. Las líneas negras muestran el modelo de ajuste utilizado para caracterizar el tránsito del planeta. Crédito: Figura 1 del artículo original.

WASP-193 b es un exoplaneta que se engloba en el tipo de gigantes gaseosos, debido a la composición y extensión de su atmósfera, así como su tamaño, similar al de Júpiter. Sin embargo, lo peculiar de este planeta reside en su composición y su atmósfera. Mediante observaciones de espectroscopía, el equipo responsable del estudio fue capaz de determinar la composición y características de la misma, que resultó ser mucho más extensa de lo habitual en este tipo de planetas. Además, su composición es tan ligera que hace que este planeta tenga una densidad anómalamente baja. ¡De hecho es tan baja como el algodón de azúcar! Todas estas características hacen que este planeta desafíe las teorías de formación y evolución planetaria planteadas hasta la fecha.

Explicando la composición de WASP-193 b

Como se enseña en la Figura 3, generalmente los exoplanetas siguen una relación muy marcada entre su masa y su densidad. Sin embargo, WASP-193 b es claramente una de las muy pocas excepciones a esta tendencia, y solo superado en esta faceta por el planeta Kepler 51d. De hecho, es tan inusual que las teorías actuales no son capaces de explicar cómo este planeta puede mantener una atmósfera tan dispersa y extensa. 

Figura 3: Gráfico donde se muestra la relación entre la masa (eje x) y la densidad (eje y) de los exoplanetas. El planeta WASP-193 b esta resaltado en la parte central-inferior de la figura, con los planetas gigantes gaseosos de nuestro sistema solar indicados también como comparación. El tamaño de los círculos que representan a cada exoplaneta hace referencia a su radio como se indica en la esquina inferior derecha de la figura. Crédito: Figura 2 del artículo original.

Los pocos planetas con características similares son generalmente conocidos como Júpiteres hinchados o esponjosos, precisamente debido a su liviana y extensa atmósfera. Las características de sus atmósferas, que todavía son una incógnita en el panorama actual del campo, podrían proporcionar información muy importante sobre la evolución planetaria, indicando posibles interacciones entre el planeta y su estrella que puedan dar lugar a las excepcionales características del mismo. Comprender estos procesos es clave para completar el puzle de la formación y evolución planetaria, así como para desarrollar modelos de evolución atmosférica más precisos. Por el momento, la comunidad científica se prepara para obtener la mayor cantidad de información posible de este nuevo e increíble descubrimiento.