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Jun 12, 2023

Los astrónomos encuentran una "molécula termómetro" que sólo aparece cuando un planeta está entre 1.200 y 2.000 Kelvin

Un estudio reciente publicado en The Astrophysical Journal Letters examina una rara molécula de aleación conocida como hidruro de cromo (CrH) y su confirmación por primera vez en un exoplaneta, en este caso, WASP-31 b.

Un estudio reciente publicado en The Astrophysical Journal Letters examina una rara molécula de aleación conocida como hidruro de cromo (CrH) y su confirmación por primera vez en un exoplaneta, en este caso, WASP-31 b. Tradicionalmente, la CrH sólo se encuentra en grandes cantidades entre 1.200 y 2.000 grados Kelvin (926,85 a 1.726,85 grados Celsius/1.700 a 3.140 grados Fahrenheit) y se utiliza para determinar la temperatura de estrellas frías y enanas marrones. Por eso, astrónomos como la Dra. Laura Flagg del Departamento de Astronomía y el Instituto Carl Sagan de la Universidad de Cornell se refieren a la CrH como un “termómetro para estrellas”.

Para el estudio, los investigadores analizaron el espectro de transmisión de WASP-31 b utilizando una combinación de datos de marzo de 2022 y datos de archivo de 2017 para determinar que WASP-31 b poseía CrH dentro de su atmósfera. La razón por la que se incluyeron los datos de 2017 en este estudio actual fue porque inicialmente no se utilizaron para identificar hidruros metálicos.

“Parte de nuestros datos para este artículo eran datos antiguos que estaban en el borde mismo del conjunto de datos. No lo habrías buscado”, dijo el Dr. Flagg, autor principal del estudio.

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Para el contexto dentro de nuestro propio sistema solar, la CrH solo se ha identificado dentro de las manchas solares de nuestro Sol, y el Dr. Flagg señaló que el Sol es demasiado caliente (temperaturas superficiales de aproximadamente 6.000 grados Kelvin (5.726,85 grados Celsius)), y todos los objetos restantes dentro El sistema solar está por debajo de los 1.200 grados Kelvin.

Descubierto en 2010 mediante fotometría de tránsito por el proyecto WASP, WASP-31 b se encuentra aproximadamente a 1.252 años luz de la Tierra con un radio poco más de 1,5 veces mayor que el de Júpiter y una masa también de poco menos de la mitad del mismo. Su período orbital alrededor de su estrella de secuencia principal F5V es de 3,4 días, lo que convierte a WASP-31 ba en "Júpiter caliente". A modo de contexto, nuestro Sol está designado como una estrella de secuencia principal de tipo G, mientras que las estrellas de secuencia principal de tipo F son ligeramente más grandes y exhiben temperaturas superficiales ligeramente más altas (~6300 grados Kelvin). El hecho de que WASP-31 b sea tan frío a pesar de que su estrella madre sea más caliente que nuestro propio Sol hace que este hallazgo sea aún más intrigante.

El Dr. Flagg se especializa en el uso de espectroscopía de alta resolución para identificar y estudiar las atmósferas de exoplanetas, al mismo tiempo que estudia la formación y evolución de exoplanetas que orbitan alrededor de estrellas jóvenes. La espectroscopia implica el uso de luz para determinar qué elementos podrían estar presentes según su color dentro del espectro electromagnético. Para la astronomía, esto significa utilizar la espectroscopia para estudiar las atmósferas de los exoplanetas midiendo la luz de la estrella madre que las atraviesa. En el caso de WASP-31 b, se utilizó espectroscopía para medir la luz de su estrella madre para identificar CrH dentro de la atmósfera de WASP-31 b.

"La alta resolución espectral significa que tenemos información de longitud de onda muy precisa", dijo el Dr. Flagg. “Podemos conseguir miles de líneas diferentes. Los combinamos usando varios métodos estadísticos, usando una plantilla (una idea aproximada de cómo se ve el espectro) y lo comparamos con los datos y los emparejamos. Si coincide bien, hay señal. Probamos todas las plantillas diferentes y, en este caso, la plantilla de hidruro de cromo produjo una señal”. El Dr. Flagg señala que se necesitan instrumentos y telescopios sensibles para identificar la CrH debido a su rareza, incluso a la temperatura actual.

Si bien el equipo de investigación afirma que esta es la primera detección confirmada de CrH en un exoplaneta, esta investigación se basa en un estudio de 2021 que informó la primera evidencia de CrH en la atmósfera de WASP-31 b, pero esos investigadores no llegaron a calificarlo como confirmado. hallazgo basado en sus datos en ese momento.

Con esta nueva confirmación de CrH, el equipo señala que esto podría abrir puertas para el uso de observaciones de alta resolución para estudiar las atmósferas de exoplanetas, llegando incluso a decir que WASP-31 b no será el último exoplaneta donde se confirme la presencia de CrH.

¿Cuántos exoplanetas más confirmarán los astrónomos la presencia de CrH en todo el cosmos, y qué puede enseñarnos la CrH sobre las atmósferas de los exoplanetas en los próximos años y décadas? Sólo el tiempo lo dirá, ¡y por eso hacemos ciencia!

Como siempre, ¡sigue haciendo ciencia y sigue mirando hacia arriba!