HAT-P-11b, un mundo con atmósfera de helio hinchada como un globo

Astrónomos han descubierto un planeta distante con una gran cantidad de helio en su atmósfera, que se ha hinchado para parecerse a un globo inflado.

Un equipo internacional de investigadores, incluidos Jessica Spake y David Sing de la Universidad de Exeter, detectaron el gas inerte que se escapa de la atmósfera del exoplaneta HAT-P-11b, que se encuentra a 124 años luz de la Tierra y en la constelación de Cygnus.

El notable avance fue liderado por investigadores de la Universidad de Ginebra, quienes observaron el exoplaneta utilizando el espectrógrafo llamado Carmenes, instalado en el telescopio de 4 metros en Calar Alto, en Almería.

Por primera vez, los datos revelaron la velocidad de los átomos de helio en la atmósfera superior del exoplaneta, que es equivalente en tamaño a Neptuno. El helio está en una nube extendida que se está escapando del planeta, al igual que un globo de helio podría escapar de la mano de una persona.

El equipo de investigación cree que el estudio pionero podría abrir una nueva comprensión de las condiciones atmosféricas extremas que se encuentran alrededor de los exoplanetas más calientes.

La investigación se publica en Science.

Jessica Spake, parte del departamento de Física y Astronomía de Exeter, dijo: "Este es un descubrimiento realmente emocionante, particularmente porque el helio solo se detectó en atmósferas de exoplanetas por primera vez a principios de este año. Las observaciones muestran que el helio está siendo expulsado del planeta por la radiación de "Es una estrella anfitriona. Esperemos que podamos usar este nuevo estudio para saber qué tipos de planetas tienen grandes envolturas de hidrógeno y helio, y cuánto tiempo pueden contener los gases en sus atmósferas".

El helio se detectó por primera vez como una firma de línea espectral amarilla desconocida en la luz del Sol en 1868. El astrónomo de Devon, Norman Lockyer, fue el primero en proponer esta línea debido a un nuevo elemento, y la llamó así por el titán griego del Sol, Helios. Desde entonces, se ha descubierto que es uno de los principales constituyentes de los planetas Júpiter y Saturno en nuestro Sistema Solar.

También es el segundo elemento más común en el universo y se predijo durante mucho tiempo como uno de los gases más fácilmente detectables en los exoplanetas gigantes. Sin embargo, solo se encontró con éxito en una atmósfera de exoplanetas a principios de este año, en un estudio pionero también dirigido por Jessica Spake.

Para este nuevo estudio, el equipo de investigación usó el espectrógrafo, Carmenes, para separar la luz de la estrella en sus colores componentes, como un arco iris, para revelar la presencia de helio. Los datos del 'arco iris', llamados espectro, también nos dicen la posición y la velocidad de los átomos de helio en la atmósfera superior de HAT-P-11b, que está 20 veces más cerca de su estrella que la Tierra desde el Sol.

Romain Allart, estudiante de la Universidad de Ginebra y primer autor del estudio, dijo: "Sospechamos que esta proximidad con la estrella podría impactar la atmósfera de este exoplaneta. Las nuevas observaciones son tan precisas que la atmósfera del exoplaneta está sin duda inflada por la radiación estelar y escapa al espacio."

Estas nuevas observaciones están respaldadas por una simulación por computadora de vanguardia, dirigida por Vincent Bourrier, coautor del estudio y miembro del proyecto europeo FOUR ACES, utilizado para rastrear la trayectoria de los átomos de helio.

Vincent Bourrier explicó: "El helio se expulsa del lado diurno del planeta a su lado nocturno a más de 10.000 kilómetros por hora. Debido a que es un gas tan ligero, se escapa fácilmente de la atracción del planeta y forma una nube extendida todo alrededor." Es este fenómeno el que hace que el HAT-P-11b esté tan inflado, como un globo de helio.

La primera detección de helio a principios de este año, dirigida por investigadores de la Universidad de Exeter, abrió una nueva ventana para observar las condiciones atmosféricas extremas que reinan en los exoplanetas más cálidos. Estas nuevas observaciones de Carmenes demuestran que tales estudios, que durante mucho tiempo se pensaron solo desde el espacio, pueden lograrse con mayor precisión con telescopios terrestres equipados con los instrumentos adecuados.