Exoplanet LHS 475 B (espectro de transmisión)

Una línea plana en un espectro de transmisión, como esta, puede ser fascinante: nos revela mucho sobre el planeta.

Los investigadores utilizaron el Espectrógrafo de Infrarrojo Cercano (NIRSpec) del Telescopio Espacial James Webb de la NASA para observar el exoplaneta LHS 475 b. Como muestra este espectro, el Webb no observó una cantidad detectable de ningún elemento o molécula. Las características comunes en una atmósfera dominada por hidrógeno, por ejemplo, indicarían una atmósfera ligera y gaseosa. Estos elementos no se detectaron en el espectro de LHS 475 b.

La línea verde representa una atmósfera de metano puro, lo cual no es favorable, ya que si hubiera metano, se esperaría que bloqueara más luz estelar a 3,3 micras. La línea amarilla representa el modelo que mejor se ajusta a un espectro sin características que no contiene evidencia de la atmósfera del planeta. Este modelo es representativo de un planeta sin atmósfera.

La línea púrpura representa una atmósfera de dióxido de carbono puro y es indistinguible de una línea plana con el nivel de precisión actual. Una atmósfera compuesta de dióxido de carbono puro es mucho más difícil de detectar, incluso con los instrumentos avanzados del Webb. "Necesitamos datos muy precisos para distinguir una atmósfera de dióxido de carbono puro de la ausencia total de atmósfera", explicó Jacob Lustig-Yaeger, del Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins. "Una atmósfera de dióxido de carbono puro puede ser tenue como la de Marte, lo que dificulta su detección".

Los investigadores que estudian LHS 475 b sugieren que una próxima observación adicional podría actuar como factor decisivo, permitiéndoles identificar la presencia de dióxido de carbono (o de cualquier otra molécula) o descartarlo todo y concluir que el planeta no tiene atmósfera. En resumen, se necesitan datos adicionales antes de poder llegar a una conclusión.

Este espectro de transmisión del exoplaneta rocoso LHS 475 b fue captado por el instrumento NIRSpec del telescopio Webb el 31 de agosto de 2022. Un espectro de transmisión se genera comparando la luz estelar filtrada a través de la atmósfera de un planeta al moverse frente a la estrella con la luz estelar sin filtrar detectada cuando el planeta se encuentra junto a ella. Cada uno de los 56 puntos de datos de este gráfico representa la cantidad de luz que el planeta bloquea de la estrella en una longitud de onda diferente. Los datos revelarían la presencia de moléculas en la atmósfera del planeta, mostrando que aumentan el tamaño aparente del planeta solo en longitudes de onda específicas. No se observan tales características atmosféricas en este espectro.

Las líneas grises que se extienden por encima y por debajo de cada punto de datos son barras de error que muestran la incertidumbre de cada medición o el rango razonable de valores reales posibles. Para una sola observación, el error en estas mediciones es extremadamente pequeño (de 30 a 50 partes por millón).

La observación se realizó utilizando el modo de series temporales de objetos brillantes NIRSpec, que utiliza una rejilla para dispersar la luz de un único objeto brillante (como la estrella LHS 475) y medir el brillo de cada longitud de onda a intervalos de tiempo establecidos.

LHS 475 b es un exoplaneta rocoso de aproximadamente el mismo tamaño que la Tierra. Orbita una estrella enana roja a unos 41 años luz de distancia, en la constelación de Octans. El planeta orbita extremadamente cerca de su estrella y completa una órbita en dos días terrestres. El descubrimiento del planeta se confirmó con datos del Telescopio Webb.

La ilustración de fondo de LHS 475 b y su estrella se basa en el conocimiento actual del planeta mediante espectroscopía Webb. El Webb no ha capturado una imagen directa del planeta ni de su atmósfera.

NIRSpec fue desarrollado para la Agencia Espacial Europea (ESA) por un consorcio de empresas europeas liderado por Airbus Defence and Space (ADS), con el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA proporcionando los subsistemas de detector y microobturador.

Créditos
Ilustración

NASA, ESA, CSA, Leah Hustak (STScI)

Ciencia

Kevin B. Stevenson (APL), Jacob A. Lustig-Yaeger (APL), Erin M. May (APL), Guangwei Fu (JHU), Sarah E. Moran (Universidad de Arizona)