extraño súper

Jun 16, 2023

La molécula de hidruro de cromo se encuentra normalmente en las estrellas, pero fue descubierta en la atmósfera del caliente Júpiter WASP-31b, que es uno de los exoplanetas más ligeros jamás vistos.

Los astrónomos han descubierto por primera vez una rara molécula sensible a la temperatura que suele estar asociada a estrellas en la atmósfera de un exoplaneta.

La "molécula termómetro" de hidruro de cromo abunda en un estrecho rango de temperaturas entre 1.700 grados Fahrenheit y 3.140 grados Fahrenheit (926 a 1.730 grados Celsius). Fue descubierto en la atmósfera del exoplaneta WASP-17b, el "Júpiter caliente", que orbita una estrella de tipo F situada a unos 1.250 años luz de la Tierra.

El descubrimiento de tal hidruro metálico (un metal unido al hidrógeno para formar un nuevo compuesto) en la atmósfera de un planeta alienígena podría permitir a los científicos medir las temperaturas de los mundos fuera del sistema solar de una nueva manera.

"Las moléculas de hidruro de cromo son muy sensibles a la temperatura", dijo en un comunicado la autora principal de la investigación, Laura Flagg, investigadora asociada de la Universidad de Cornell en Nueva York. "A temperaturas más altas, solo se ve cromo. Y a temperaturas más bajas, se convierte en otras cosas. Así que sólo hay un rango de temperatura específico donde el hidruro de cromo se ve en grandes abundancias".

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Descubierto en 2010, WASP-17b ya era conocido por ser un exoplaneta bastante extraordinario y extremo antes de que el equipo encontrara hidruro de cromo en su atmósfera. El caliente Júpiter se encuentra a sólo 4,3 millones de millas (6,9 millones de kilómetros) de su estrella madre, tan cerca que completa una órbita en sólo 3,4 días terrestres.

Esta proximidad a la estrella anfitriona, llamada WASP-17, provoca temperaturas extremas en el caliente Júpiter de alrededor de 2.060 grados Fahrenheit (1.130 grados Celsius), según confirmaron Flagg y su equipo. Esa temperatura es la adecuada para albergar moléculas de hidruro de cromo.

La temperatura extrema de WASP-17b tiene otra consecuencia: provocar que la atmósfera del gigante gaseoso se "hinche". Esto significa que, a pesar de tener una masa inferior a la mitad de la de Júpiter, Wasp-17b es más de 1,5 veces más ancho que nuestro El planeta más grande del sistema solar. Eso le da a Wasp-17b una densidad de alrededor del 13% de la de Júpiter, o alrededor de 0,17 gramos por centímetro cúbico.

En comparación, un malvavisco tiene una densidad de 0,21 gramos por centímetro cúbico. Así pues, WASP-17b, uno de los exoplanetas más ligeros jamás descubiertos, es en realidad menos denso que un malvavisco.

El equipo de astrónomos detectó hidruro de cromo en la atmósfera de WASP-17b utilizando espectroscopía de alta resolución. Los elementos y compuestos químicos absorben luz en longitudes de onda específicas, dejando sus huellas características en los espectros de luz proveniente de una estrella, que pueden evaluarse mediante espectroscopia.

Flagg y sus colegas compararon los espectros de luz provenientes de una estrella cuando sus planetas en órbita estaban a su lado con los espectros provenientes de la estrella cuando el planeta transita o cruza su cara. En este segundo caso, la luz de la estrella tiene que atravesar la atmósfera del planeta en tránsito y, por lo tanto, el equipo puede detectar las huellas dactilares que no estaban presentes en los espectros de luz recolectados solo de la estrella. Esto le dice al equipo cuáles de estos elementos y compuestos existen en la atmósfera del planeta.

"La alta resolución espectral significa que tenemos información de longitud de onda muy precisa", dijo Flagg. "Podemos obtener miles de líneas diferentes. Las combinamos usando varios métodos estadísticos, usando una plantilla (una idea aproximada de cómo se ve el espectro) y la comparamos con los datos y los emparejamos. Si coincide bien, hay una señal.

"Probamos todas las plantillas diferentes y, en este caso, la plantilla de hidruro de cromo produjo una señal".

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El cromo es raro, incluso a las temperaturas "correctas", lo que significa que Flagg y sus colegas necesitaban datos muy sensibles para confirmar su presencia. Esto se produjo en forma de observaciones de WASP-17b y su estrella realizadas por el instrumento GRACES (abreviatura de "Gemini Remote Access to CFHT ESPaDOnS Spectrograph") en el observatorio Maunakea de Hawái en marzo de 2022. El equipo reforzó los datos de GRACES utilizando datos recopilados en 2017, que no tenía como objetivo la búsqueda de hidruros metálicos.

"Parte de nuestros datos para este artículo eran datos antiguos que estaban en el límite del conjunto de datos", continuó Flagg. "No lo habrías buscado."

Ahora tiene la intención de buscar hidruros metálicos en las atmósferas de otros exoplanetas, sospechando que es posible que esta evidencia ya haya sido recopilada pero que podría haberse pasado por alto hasta el momento.

"Espero que este artículo anime a otros investigadores a buscar en sus datos hidruro de cromo y otros hidruros metálicos", dijo Flagg. "Creemos que debería estar ahí. Con suerte, obtendremos más datos que serán adecuados para buscar hidruro de cromo y, eventualmente, crear un tamaño de muestra para buscar tendencias".

La investigación del equipo fue publicada este mes en The Astrophysical Journal Letters.

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Robert Lea es un periodista científico del Reino Unido cuyos artículos se han publicado en Physics World, New Scientist, Astronomy Magazine, All About Space, Newsweek y ZME Science. También escribe sobre comunicación científica para Elsevier y el European Journal of Physics. Rob tiene una licenciatura en física y astronomía de la Open University del Reino Unido. Síguelo en Twitter @sciencef1rst.

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