Un adversario futuro del Telescopio James Webb: las nubes.

Agustin Ollarce

El esperado telescopio espacial ha enfrentado numerosos obstáculos, el más reciente es la pandemia COVID-19 que una vez más ha demorado la fecha de lanzamiento. Pero ahora hay un enemigo diferente, un factor climático a estudiar y vencer veamos cual es.


Ilustración artística del telescopio espacial James Webb, que se lanzará en marzo de 2021. [NASA / JWST]

La presencia de nubes en exoplanetas reducirá significativamente la capacidad para detectar las características del vapor de agua en su atmósfera.

Cuando un exoplaneta transita por la cara de su estrella anfitriona, nos presenta una oportunidad de oro: con un telescopio lo suficientemente sensible, como el James Webb, re-programado para lanzarse dentro de un año, podemos explorar la atmósfera del planeta a medida que se filtra la luz de su estrella anfitriona. A través de esta espectroscopía de transmisión, podemos buscar características espectrales que indiquen la presencia de átomos y moléculas específicos en el gas atmosférico del planeta.

En la búsqueda de vida más allá de nuestro sistema solar, el agua líquida superficial generalmente se considera un ingrediente necesario para un mundo habitable, por lo que las firmas de vapor de agua en atmósferas planetarias son un objetivo principal para la espectroscopía de transmisión. Pero cualquier planeta con abundante agua superficial probablemente también tenga algo más: nubes de líquido y hielo que se condensan en su atmósfera.


Impresión artística de un exoplaneta con vapor de agua en su atmósfera. 
[ESA / Hubble, M. Kornmesser]

Un nuevo estudio dirigido por Thaddeus Komacek, de la Universidad de Chicago, explora si estas nubes frustrarán nuestras posibilidades de detectar vapor de agua en las atmósferas de los exoplanetas terrestres.

Komacek y sus colaboradores examinaron los resultados de modelos tridimensionales de circulación general de planetas bloqueados por mareas que orbitan alrededor de estrellas enanas M. Los autores generan espectros de tránsito simulados para planetas con diferentes velocidades de rotación, luz estelar entrante, presión superficial, radio y más. Luego exploran si la presencia de nubes en las atmósferas de estos planetas impedirá la capacidad del James Webb de detectar las características del vapor de agua que surgen de la parte inferior de la atmósfera.


El Resultado. Malas noticias.


Los autores encuentran que la presencia de nubes silencia significativamente las características espectrales; cuando hay nubes, el telescopio James Webb normalmente necesitaría observar 10-100 veces más tránsitos del planeta para poder detectar las características del vapor de agua en su atmósfera.

Este impacto es especialmente fuerte para planetas de rotación más lenta. Los modelos climáticos muestran que los planetas con períodos superiores a aproximadamente 12 días forman una capa de nubes significativamente mayor en sus lados diurnos, debido a que se transporta más vapor de agua a grandes altitudes. Esto conduce a un silenciamiento aún más fuerte de las características espectrales de estos planetas.

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