Detectaron cristales de cuarzo en la atmósfera de un exoplaneta

Investigadores que utilizan el telescopio espacial James Webb de la Nasa detectaron por primera vez pequeños cristales de cuarzo en las nubes del exoplaneta WASP-17 b el cual tiene un volumen de siete veces el tamaño de Júpiter. Buscan entender el porqué de esta particular composición.

Según salió publicado en la revista especializada Astrophysical Journal Letters, los vientos de 1.600 kilómetros por hora están arrastrando con una lluvia de pequeños cristales de cuarzo a través de la atmósfera abrasadora.

"Sabíamos por las observaciones del Hubble que debía haber aerosoles (partículas diminutas que forman nubes o neblina) en la atmósfera de WASP-17b, pero no esperábamos que estuvieran hechos de cuarzo", dijo Daniel Grant de la Universidad de Bristol en el Reino Unido y líder de un nuevo estudio sobre el descubrimiento.

El WASP- 17b, orbita cada 3,7 días a una distancia de solo 7,8 millones de kilómetros de su estrella y está tan cerca de su estrella anfitriona que su temperatura durante el día se eleva a los 1.500 grados.

Debido a que la atmósfera es tan caliente en este exoplaneta, se expandió a unos 285.000 kilómetros de ancho. WASP-17b es uno de los planetas "más hinchados" que se conocen, y su atmósfera lo convierte en un gran objetivo para el Telescopio Espacial James Webb.

Grant y sus colegas astrónomos observaron a WASP-17b transitar su estrella utilizando el Instrumento de Infrarrojo Medio (MIRI) del JWST. A medida que el exoplaneta se movía frente a su estrella desde el punto de vista del JWST, MIRI detectó luz estelar que fue bloqueada por el propio planetapero parcialmente absorbida por la atmósfera mundial. Estas mediciones dan como resultado el llamado espectro de transmisión, en el que determinadas longitudes de onda quedan bloqueadas por determinadas moléculas atmosféricas.

Al igual que Júpiter, WASP-17b parecía estar compuesto principalmente de hidrógeno y helio, pero el MIRI detectó dióxido de carbono, vapor de agua y, en una longitud de onda de 8,6 micrones. Combinados con observaciones previas con el Telescopio Espacial Hubble se considera que estos cristales tienen la misma forma de prismas hexagonales puntiagudos que el cuarzo en la Tierra, pero con un tamaño de apenas 10 nanómetros. 

El cuarzo es una forma de silicato, que son minerales ricos en sílice y oxígeno. Los silicatos son excepcionalmente comunes: todos los cuerpos rocosos del sistema solar están hechos de ellos, y ya se han detectado silicatos en las atmósferas de los exoplanetas calientes de Júpiter. Sin embargo, en esos casos se trataba de cristales de olivino y piroxeno más complejos y ricos en magnesio.

"Esperábamos ver silicatos de magnesio", dijo Hannah Wakeford de Bristol. "Pero lo que estamos viendo en cambio son probablemente los componentes básicos de esos, las diminutas partículas semillas necesarias para formar los granos de silicato más grandes que detectamos en exoplanetas más fríos y enanas marrones", agregó.

WASP-27b también está bloqueado por mareas, lo que significa que siempre muestra la misma cara a su estrella. A medida que los vientos azotan el planeta, arrastrando las nanopartículas de cuarzo, forman neblina a gran altitud (esencialmente nubes difusas de cristales de roca) en la zona de terminación día-noche. Esas brumas luego se aventuran hacia el lado del día y se vaporizan con el calor.

Grant explicó, en primer lugar, cómo los cristales de silicato llegan a incrustarse en la atmósfera planetaria: "WASP-17b es extremadamente caliente... y la presión donde se forman los cristales de cuarzo en lo alto de la atmósfera es sólo aproximadamente una milésima parte de la que experimentamos en la superficie de la Tierra", dijo. "En estas condiciones, los cristales sólidos pueden formarse directamente a partir del gas, sin pasar primero por una fase líquida".