Los científicos encuentran por primera vez sulfuro de hidrógeno más allá de nuestro sistema solar en un planeta con lluvia de vidrio

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Un exoplaneta del tamaño de Júpiter ha intrigado durante mucho tiempo a los astrónomos con sus temperaturas abrasadoras, sus fuertes vientos y su lluvia lateral hecha de vidrio. Ahora, datos del Telescopio Espacial James Webb han revelado otra característica intrigante del planeta, conocida como Número de serie: 189733b: Tiene olor a huevo podrido.

Los investigadores que estudian la atmósfera de HD 189733b utilizaron la observación de Webb para detectar rastros de sulfuro de hidrógeno, un gas incoloro que libera un fuerte olor a azufre y que nunca ha sido detectado fuera de nuestro sistema solar. El descubrimiento avanza lo que se sabe sobre la composición potencial de los exoplanetas.

Los hallazgos, recopilados por un equipo multiinstitucional, se publicaron en la revista el lunes. Naturaleza.

Los científicos descubrieron por primera vez HD 189733b en 2005 y luego identificaron al gigante gaseoso como un «Júpiter caliente», un planeta que tiene una composición química similar a Júpiter, el planeta más grande de nuestro sistema solar, pero con temperaturas al rojo vivo. Ubicado a sólo 64 años luz de la Tierra, HD 189733b es el Júpiter caliente más cercano que los astrónomos pueden estudiar cuando el planeta pasa frente a su estrella. Por ello, es uno de los exoplanetas más estudiados.

«HD 189733 b no es sólo un planeta gigante gaseoso, sino también un 'gigante' en el campo de los exoplanetas porque es uno de los primeros exoplanetas en tránsito jamás descubiertos», dijo en un correo electrónico el autor principal del estudio, Guangwei Fu, astrofísico de Johns. Universidad Hopkins. «Es el ancla de gran parte de nuestro conocimiento sobre la química y física atmosférica de los exoplanetas».

El planeta es aproximadamente un 10% más grande que Júpiter, pero mucho más caliente porque está 13 veces más cerca de su estrella que Mercurio de nuestro sol. HD 189733b tarda sólo unos dos días terrestres en completar una única órbita alrededor de su estrella, dijo Fu.

Esta proximidad a la estrella le da al planeta una temperatura promedio abrasadora de 1.700 grados Fahrenheit (926 grados Celsius) y fuertes vientos que envían partículas de silicato similares al vidrio que caen lateralmente desde nubes altas alrededor del planeta a 8.046 kilómetros por hora.

Cuando los astrónomos decidieron utilizar el telescopio Webb para estudiar el planeta y ver qué luz infrarroja, invisible al ojo humano, podía revelar en la atmósfera de HD 189733b, se sorprendieron.

El sulfuro de hidrógeno está presente en Júpiter y también se predijo que existiría en exoplanetas gigantes gaseosos, pero fuera de nuestro sistema solar la evidencia de su presencia hasta ahora había sido difícil de alcanzar, dijo Fu.

«El sulfuro de hidrógeno es una importante reserva de azufre en las atmósferas planetarias», dijo Fu. “La alta precisión y la capacidad infrarroja (del telescopio Webb) nos permiten detectar sulfuro de hidrógeno en exoplanetas por primera vez, lo que abre una nueva ventana espectral en el estudio de la química del azufre atmosférico de los exoplanetas. Esto nos ayuda a comprender de qué están hechos los exoplanetas. de y cómo nacieron.»

Además, el equipo detectó agua, dióxido de carbono y monóxido de carbono en la atmósfera del planeta, dijo Fu, lo que significa que estas moléculas pueden ser comunes en otros exoplanetas gigantes gaseosos.

Si bien los astrónomos no esperan que exista vida en HD 189733b debido a sus temperaturas abrasadoras, la detección de un elemento clave como el azufre en un exoplaneta arroja luz sobre la formación de planetas, dijo Fu.

«El azufre es un elemento esencial para construir moléculas más complejas y, al igual que el carbono, el nitrógeno, el oxígeno y el fosfato, los científicos necesitan estudiarlo más a fondo para comprender completamente cómo están hechos los planetas y de qué están hechos», dijo Fu.

Anteriormente se han detectado moléculas con olores peculiares, como el amoníaco, en atmósferas de otros exoplanetas.

Pero las capacidades de Webb permiten a los científicos identificar sustancias químicas específicas en las atmósferas alrededor de exoplanetas con más detalle que nunca.

En nuestro sistema solar, los gigantes de hielo como Neptuno y Urano, aunque menos masivos en general, contienen más metales que los gigantes gaseosos Júpiter y Saturno, que son los planetas más grandes, lo que sugiere que puede haber una correlación entre el contenido de metales y la masa.

Los astrónomos creen que en la formación de Neptuno y Urano intervinieron más hielo, rocas y metales que gases como el hidrógeno y el helio.

Los datos de Webb también resaltaron niveles de metales pesados ​​en HD 189733b similares a los encontrados en Júpiter.

«Ahora tenemos esta nueva medición para mostrar que, de hecho, las concentraciones de metales (del planeta) proporcionaron un ancla muy importante para este estudio de cómo la composición de un planeta varía con su masa y radio», dijo Fu. «Los hallazgos respaldan nuestra comprensión de cómo se forman los planetas mediante la creación de más material sólido después de la formación inicial del núcleo y luego se mejoran naturalmente con metales pesados».

Ahora el equipo buscará rastros de azufre en otros exoplanetas y determinará si las altas concentraciones del compuesto afectan la proximidad de algunos planetas a su estrella anfitriona durante la formación.

«HD 189733b es un planeta de referencia, pero representa sólo un punto de datos», dijo Fu. «Así como los humanos individuales exhiben características únicas, nuestros comportamientos colectivos siguen tendencias y patrones claros. Con más conjuntos de datos de Webb en camino, nuestro objetivo es comprender cómo se forman los planetas y si nuestro sistema solar es único en la galaxia».