Según un estudio reciente, un equipo de astrónomos ha descubierto una nueva herramienta para comprender mejor las complejas atmósferas de los exoplanetas.
Utilizando observaciones espectrales de alta resolución, confirmaron con éxito la presencia de hidruro de cromo (CrH) en la atmósfera de un exoplaneta caliente de Júpiter conocido como WASP-31b.
El hidruro de cromo, una molécula que exhibe una sensibilidad extrema a las fluctuaciones de temperatura, se ha ganado la reputación de “termómetro para las estrellas”, según la coautora del estudio, la astrónoma Laura Flagg, investigadora en astronomía de la Facultad de Artes y Ciencias de la Universidad de Cornell. EE.UU.
“Las moléculas de hidruro de cromo son muy sensibles a la temperatura. A temperaturas más altas sólo se ve cromo. A temperaturas más bajas, se transforma en otras sustancias”, explicó Flegg.
Esta molécula se vuelve común sólo en un cierto rango de temperatura de 1200 a 2000 grados Kelvin. Anteriormente, Flagg ya había utilizado las capacidades de los hidruros metálicos, en particular del hidruro de cromo, para medir la temperatura de estrellas frías y enanas marrones.
Estudios previos de baja resolución han insinuado el potencial del hidruro de cromo como marcador de temperatura para los exoplanetas calientes de Júpiter. Sin embargo, este reciente estudio marca la primera detección definitiva de un hidruro metálico, específicamente hidruro de cromo, en la atmósfera de un exoplaneta en alta resolución.
Este logro se anuncia como un gran avance en nuestra comprensión de las condiciones atmosféricas de los planetas masivos fuera del Sistema Solar. Aunque el descubrimiento no proporciona nuevos conocimientos sobre el exoplaneta WASP-31b, crea un nuevo método para estudiar cuerpos celestes similares.
WASP-31b, descubierto en 2011, orbita una estrella F5 con un período rápido de 3,4 días. El estudio no sólo confirmó la temperatura de equilibrio del planeta de 1.400 Kelvin, sino que también verificó que este rango de temperatura corresponde a condiciones favorables para la presencia de hidruro de cromo.
En su investigación, Flagg utiliza espectroscopía de alta resolución para estudiar las atmósferas de exoplanetas. Analizando la luz emitida cuando un planeta está del lado de su estrella y cuando pasa por delante de ella, Flagg puede inferir la presencia de ciertos elementos en la atmósfera del planeta.
El método se basa en el hecho de que diferentes elementos absorben y transmiten luz en determinadas longitudes de onda.
“Podemos obtener miles de líneas diferentes. Las combinamos usando diferentes métodos estadísticos, usando una plantilla (una idea aproximada de cómo se ve el espectro) y la comparamos con los datos y lo mapeamos”, dijo Flagg en un comunicado de prensa .
“Si coinciden bien, entonces hay una señal. Probamos todos los patrones diferentes, y en este caso el patrón de hidruro de cromo dio una señal”. La deficiencia de hidruro de cromo, incluso en el rango de temperatura ideal, requiere el uso de instrumentos y telescopios sofisticados para detectarla.
Los investigadores se basaron en espectros de alta resolución de observaciones realizadas en 2022 como parte del estudio de espectroscopía de exoplanetas con Géminis utilizando el espectrógrafo GRACES.
Debido a que este descubrimiento allana el camino para mediciones de temperatura más precisas y una comprensión más profunda de las atmósferas de los exoplanetas, Flagg espera que otros investigadores también se inspiren para examinar sus datos en busca de hidruro de cromo y otros hidruros metálicos. Al aumentar el tamaño de la muestra, los científicos podrán detectar tendencias importantes en las atmósferas de planetas distantes, ampliando nuestra comprensión de la diversidad del universo.
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