Nota de prensa

Un telescopio de ESO observa un exoplaneta en el que llueve hierro

11 de Marzo de 2020

Utilizando el Very Large Telescope (VLT) de ESO, un equipo de investigadores ha observado un planeta extremo donde sospechan que llueve hierro. El exoplaneta gigante ultracaliente tiene un lado diurno donde se superan los 2400 grados Celsius, una temperatura lo suficientemente alta como para vaporizar metales. Los fuertes vientos llevan el vapor de hierro al lado nocturno, más frío, donde se condensa en forma de gotas de hierro.

“Se podría decir que este planeta se vuelve lluvioso por la noche, excepto por el hecho de que llueve hierro”, afirma David Ehrenreich, profesor de la Universidad de Ginebra (Suiza), quien ha dirigido un estudio sobre este exoplaneta exótico publicado hoy en la revista Nature. Conocido como WASP-76b, se encuentra a unos 640 años luz de distancia, en la constelación de Piscis.

Este extraño fenómeno tiene lugar porque el planeta donde "llueve hierro" sólo muestra una cara, su lado de día, a su estrella madre; su lado nocturno, más fresco, permanece en oscuridad perpetua. Al igual que la Luna en su órbita alrededor de la Tierra, WASP-76b tiene un 'acoplamiento de marea': tarda lo mismo en girar alrededor de su eje que en dar la vuelta a la estrella.

En su lado diurno recibe miles de veces más radiación de su estrella madre que la Tierra del Sol. Hace tanto calor que las moléculas se separan en átomos y metales como el hierro se evaporan a la atmósfera. La extrema diferencia de temperatura entre los lados del día y de la noche da lugar a fuertes vientos que llevan el vapor de hierro desde el ultracaliente lado diurno hacia el lado nocturno, más frío, donde las temperaturas disminuyen a unos 1.500 grados centígrados.

Según el nuevo estudio, WASP-76b no solo tiene diferentes temperaturas día-noche, sino que también tiene una química distinta en las zonas día-noche. Utilizando el nuevo instrumento  ESPRESSO, instalado en el VLT de ESO, en el desierto chileno de Atacama, los astrónomos identificaron por primera vez variaciones químicas en un planeta gigante gaseoso ultracaliente. Detectaron una fuerte firma de vapor de hierro en la zona que separa el lado diurno del planeta de su lado nocturno. “Sorprendentemente, sin embargo, no vemos el vapor de hierro por la mañana”, comenta Ehrenreich. La razón, dice, es que “está lloviendo hierro en el lado nocturno de este exoplaneta extremo”.

“Las observaciones muestran que, en la atmósfera del lado diurno y caliente de WASP-76b, el vapor de hierro es abundante”, añade María Rosa Zapatero Osorio, astrofísica del Centro de Astrobiología de Madrid (España) que dirige el equipo científico ESPRESSO. “Una fracción de este hierro se inyecta en el lado nocturno debido a la rotación del planeta y los vientos atmosféricos. Allí, el hierro se encuentra con ambientes mucho más fríos, se condensa y cae en forma de lluvia”.

Este resultado se obtuvo de las primeras observaciones científicas realizadas con ESPRESSO, en septiembre de 2018, por el consorcio científico que construyó el instrumento: un equipo de Portugal, Italia, Suiza, España y ESO.

ESPRESSO —siglas de Echelle SPectrograph for Rocky Exoplanets and Stable Spectroscopic Observations, espectógrafo Echelle para exoplanetas rocosos y observaciones espectroscópicas estables— fue diseñado originalmente para cazar planetas similares a la Tierra alrededor de estrellas similares al Sol. Sin embargo, ha demostrado ser mucho más versátil. “Pronto nos dimos cuenta de que la notable capacidad colectora de luz del VLT y la extrema estabilidad de ESPRESSO la convertían en una máquina de primera para estudiar atmósferas de exoplanetas”, afirma Pedro Figueira, científico del instrumento ESPRESSO de ESO en Chile.

"Lo que tenemos ahora es una forma completamente nueva de rastrear el clima de los exoplanetas más extremos”, concluye Ehrenreich.

Notas

• Basándose en un estudio de 2016, una versión anterior de esta nota de prensa indicaba, de forma errónea, que la distancia a WASP-76b era de 390 años luz. Datos más recientes indican que el exoplaneta se encuentra a 640 años luz de distancia.

Información adicional

Este trabajo de investigación se ha presentado en un artículo científico en la revista Nature.

El equipo está formado por David Ehrenreich (Observatorio astronómico de la Universidad de Ginebra, Ginebra, Suiza [UNIGE]); Christophe Lovis (UNIGE); Romain Allart (UNIGE); María Rosa Zapatero Osorio (Centro de Astrobiología, Madrid, España [CSIC-INTA]); Francesco Pepe (UNIGE); Stefano Cristiani (INAF Observatorio Astronómico de Trieste, Italia [INAF Trieste]); Rafael Rebolo (Instituto de Astrofísica de Canarias, Tenerife, España [IAC]); Nuno C. Santos (Instituto de Astrofísica y Ciencias del Espacio, Universidad de Oporto, Portugal [IA/UPorto] & Departamento de Física y Astronomía, Facultad de Ciencias, Universidad de Oporto, Portugal [FCUP]); Francesco Borsa (INAF Observatorio Astronómico de Brera, Merate, Italia [INAF Brera]); Olivier Demangeon (IA/UPorto); Xavier Dumusque (UNIGE); Jonay I. González Hernández (IAC); Núria Casasayas-Barris (IAC); Damien Ségransan (UNIGE); Sérgio Sousa (IA/UPorto); Manuel Abreu (Instituto de Astrofísica y Ciencias del Espacio, Universidad de Lisboa, Portugal [IA/FCUL] & Departamento de Física de la Facultad de Ciencias de la Universidad de Lisboa, Portugal [FCUL]; Vardan Adibekyan [IA/UPorto]; Michael Affolter (Instituto de Física & Centro para el estudio del Espacio y la Habitabilidad, Universidad de Bern, Suiza [Bern]); Carlos Allende Prieto (IAC); Yann Alibert (Bern); Matteo Aliverti (INAF Brera); David Alves (IA/FCUL & FCUL); Manuel Amate (IA/UPorto); Gerardo Avila (Observatorio Europeo Austral, Garching -cerca de Múnich-, Alemania [ESO]); Veronica Baldini (INAF Trieste); Timothy Bandy (Bern); Willy Benz (Bern); Andrea Bianco (INAF Brera); Émeline Bolmont (UNIGE); François Bouchy (UNIGE); Vincent Bourrier (UNIGE); Christopher Broeg (Bern); Alexandre Cabral (IA/FCUL & FCUL); Giorgio Calderone (INAF Trieste); Enric Pallé (IAC); H. M. Cegla (UNIGE); Roberto Cirami (INAF Trieste); João M. P. Coelho (IA/FCUL & FCUL); Paolo Conconi (INAF Brera); Igor Coretti (INAF Trieste); Claudio Cumani (ESO); Guido Cupani (INAF Trieste); Hans Dekker (ESO); Bernard Delabre (ESO); Sebastian Deiries (ESO); Valentina D’Odorico (INAF Trieste & Escuela Normal Superior, Pisa, Italia); Paolo Di Marcantonio (INAF Trieste); Pedro Figueira (Observatorio Europeo Austral, Santiago de Chile, Chile [ESO Chile] & IA/UPorto); Ana Fragoso (IAC); Ludovic Genolet (UNIGE); Matteo Genoni (INAF Brera); Ricardo Génova Santos (IAC); Nathan Hara (UNIGE); Ian Hughes (UNIGE); Olaf Iwert (ESO); Florian Kerber (ESO); Jens Knudstrup (ESO); Marco Landoni (INAF Brera); Baptiste Lavie (UNIGE); Jean-Louis Lizon (ESO); Monika Lendl (UNIGE & Instituto de Investigación Espacial, Academia Austriaca de Ciencias, Graz, Austria); Gaspare Lo Curto (ESO Chile); Charles Maire (UNIGE); Antonio Manescau (ESO); C. J. A. P. Martins (IA/UPorto & Centro de Astrofísica de la Universidad de Oporto, Portugal); Denis Mégevand (UNIGE); Andrea Mehner (ESO Chile); Giusi Micela (INAF Observatorio Astronómico de Palermo, Italia); Andrea Modigliani (ESO); Paolo Molaro (INAF Trieste & Instituto de Física  Fundamental del Universo, Trieste, Italia); Manuel Monteiro (IA/UPorto); Mario Monteiro (IA/UPorto & FCUP); Manuele Moschetti (INAF Brera); Eric Müller (ESO); Nelson Nunes (IA); Luca Oggioni (INAF Brera); António Oliveira (IA/FCUL & FCUL); Giorgio Pariani (INAF Brera); Luca Pasquini (ESO); Ennio Poretti (INAF Brera & Fundación Galileo Galilei, INAF, Breña Baja, España); José Luis Rasilla (IAC); Edoardo Redaelli (INAF Brera); Marco Riva (INAF Brera); Samuel Santana Tschudi (ESO Chile); Paolo Santin (INAF Trieste); Pedro Santos (IA/FCUL & FCUL); Alex Segovia Milla (UNIGE); Julia Seidel (UNIGE); Danuta Sosnowska (UNIGE); Alessandro Sozzetti (INAF Observatorio Astrofísico de Turín, Pino Torinese, Italia); Paolo Spanò (INAF Brera); Alejandro Suárez Mascareño (IAC); Hugo Tabernero (CSIC-INTA & IA/UPorto); Fabio Tenegi (IAC); Stéphane Udry (UNIGE); Alessio Zanutta (INAF Brera); Filippo Zerbi (INAF Brera).

ESO es la principal organización astronómica intergubernamental de Europa y el observatorio astronómico más productivo del mundo. Cuenta con dieciséis países miembros: Alemania, Austria, Bélgica, Dinamarca, España, Finlandia, Francia, Irlanda, Italia, Países Bajos, Polonia, Portugal, Reino Unido, República Checa, Suecia y Suiza, junto con Chile, país anfitrión, y Australia como aliado estratégico. ESO desarrolla un ambicioso programa centrado en el diseño, construcción y operación de poderosas instalaciones de observación terrestres que permiten a los astrónomos hacer importantes descubrimientos científicos. ESO también desarrolla un importante papel al promover y organizar la cooperación en investigación astronómica. ESO opera en Chile tres instalaciones de observación únicas en el mundo: La Silla, Paranal y Chajnantor. En Paranal, ESO opera el Very Large Telescope junto con su interferómetro VLTI (Very Large Telescope Interferometer), el más avanzado del mundo, así como dos telescopios de rastreo: VISTA (siglas en inglés de Telescopio de Rastreo Óptico e Infrarrojo para Astronomía), que trabaja en el infrarrojo, y el VST (VLT Survey Telescope, Telescopio de Rastreo del VLT), que rastrea en luz visible. También en Paranal, ESO albergará y operará el CTA Sur (Cherenkov Telescope Array South), el observatorio de rayos gamma más grande y sensible del mundo. ESO también es socio de dos instalaciones en Chajnantor, APEX y ALMA, actualmente el mayor proyecto astronómico en funcionamiento del mundo. Finalmente, en Cerro Armazones, cerca de Paranal, ESO está construyendo el ELT (Extremely Large Telescope), de 39 metros, que llegará a ser “el ojo más grande del mundo para mirar el cielo”.

Las traducciones de las notas de prensa de ESO las llevan a cabo miembros de la Red de Divulgación de la Ciencia de ESO (ESON por sus siglas en inglés), que incluye a expertos en divulgación y comunicadores científicos de todos los países miembros de ESO y de otras naciones.

El nodo español de la red ESON está representado por J. Miguel Mas Hesse y Natalia Ruiz Zelmanovitch.

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Pedro Figueira
Astronomer at ESO and Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço, instrument scientist of ESPRESSO
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Nuno C. Santos
Co-principal investigator of the ESPRESSO consortium at Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço, Universidade do Porto and Departamento de Física e Astronomia Faculdade de Ciências, Universidade do Porto
Porto, Portugal
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