Por primera vez, los astrónomos logran aislar las nubes en un exoplaneta y obtener una medida precisa de su composición química, resolviendo anomalías que desconcertaban a los modelos de formación planetaria.
Durante dos décadas, las nubes persistentes en los llamados “Júpiteres calientes” —planetas gigantes gaseosos que orbitan muy cerca de sus estrellas— han sido un obstáculo opaco para los científicos. Estas formaciones empañaban las observaciones, distorsionando las señales moleculares y dificultando la determinación exacta de la composición atmosférica de estos mundos extremos.
Un equipo internacional liderado por la Universidad Johns Hopkins (EE.UU.), con la participación clave de investigadores como Sagnick Mukherjee (primero autor, ahora en la Universidad Estatal de Arizona) y David Sing, ha superado este desafío gracias al Telescopio Espacial James Webb (JWST). El estudio, publicado en la revista Science, revela un ciclo dinámico y asimétrico de nubes en el exoplaneta WASP-94A b, un gigante gaseoso ubicado a unos 700 años luz de la Tierra, en la constelación de Microscopium.
Utilizando el instrumento NIRISS (generador de imágenes en el infrarrojo cercano y espectrógrafo sin rendija) del JWST, los investigadores analizaron el tránsito del planeta frente a su estrella y dividieron los datos en dos mitades: el limbo delantero (amanecer, donde el aire fluye desde la fría cara nocturna a la diurna) y el limbo trasero (atardecer, donde regresa del lado diurno extremadamente caliente).
Los resultados son sorprendentes: las mañanas de WASP-94A b están cubiertas de densas nubes de silicato de magnesio (un mineral similar a las rocas terrestres, a menudo descrito como “nubes de arena”), mientras que los atardeceres presentan cielos completamente despejados con una fuerte señal de vapor de agua.
“Llevo 20 años estudiando exoplanetas y la nubosidad generalizada siempre ha sido una espina clavada en nuestro costado”, afirma David Sing, profesor distinguido Bloomberg de Ciencias de la Tierra y Planetarias en Johns Hopkins. “No solo hemos sido capaces de despejar la vista, sino que por fin podemos determinar de qué están hechas las nubes y cómo se condensan y evaporan a medida que se mueven alrededor del planeta. Lo que vimos fue una verdadera dicotomía entre el clima de ambos lados”.
UNA DICOTOMÍA IMPULSADA POR EL CALOR EXTREMO
Los modelos de circulación general en tres dimensiones explican este fenómeno por un violento ciclo atmosférico. Existe una diferencia de temperatura de aproximadamente 450 Kelvin (unos 177 °C) entre los limbos, con el lado diurno superando los 1.000-1.500 °C. Las nubes de minerales se forman en la oscuridad de la cara nocturna y son arrastradas por vientos supersónicos hacia el lado diurno, donde se vaporizan por el intenso calor. Una hipótesis alternativa sugiere que la dinámica atmosférica las arrastra a capas más profundas.
Este ciclo no es único de WASP-94A b. El equipo confirmó el mismo patrón asimétrico de nubes minerales en otros dos Júpiteres calientes conocidos: WASP-39 b y WASP-17 b.
A su vez, con observaciones previas del Hubble, que promediaban todo el planeta, WASP-94A b parecía tener una abundancia de oxígeno y carbono cientos de veces superior a la de Júpiter, lo que contradecía las teorías de formación planetaria. Al analizar exclusivamente el limbo despejado del atardecer, la distorsión desapareció: la abundancia real es solo unas cinco veces la de Júpiter, coherente con los modelos de acreción estándar. Se detectó una potente señal de vapor de agua.
“Con el telescopio Hubble obteníamos una visión de conjunto distorsionada en la que los datos de las nubes y la atmósfera limpia se aplastaban entre sí”, explica Sagnick Mukherjee. “Este enfoque con el JWST nos permite localizar geográficamente nuestras observaciones, lo que ha resultado clave para identificar el ciclo diario de las nubes”.
