Webb captura imagen directa de un frío exoplaneta a 12 años luz de distancia

Los planetas ficticios en el sistema de Epsilon Indi han sido un tema recurrente en la ciencia ficción, desde Star Trek hasta Halo. Ahora, Webb ha capturado una imagen directa de un planeta real en este sistema, marcando el comienzo de nuestro entendimiento sobre su verdadera naturaleza.

Esta imagen muestra el exoplaneta Epsilon Indi Ab. En el fondo se observan características azules en forma de escamas, mientras que la luz de la estrella anfitriona está bloqueada por un círculo negro en el centro de la imagen (indicado por una línea discontinua y una estrella blanca sobrepuesta en la imagen). El exoplaneta es visible a la izquierda como un brillante círculo naranja. Crédito: ESA/Webb, NASA, CSA, STScI, E. Matthews (Instituto Max Planck de Astronomía).

Conocido como Epsilon Indi Ab, el exoplaneta tiene varias veces la masa de Júpiter y orbita la estrella de tipo K Epsilon Indi A (Eps Ind A), que tiene una edad similar a la del Sol, aunque es un poco más fría.

Así lo confirmó un equipo internacional de astrónomos que observó este mundo utilizando el coronógrafo del instrumento MIRI (Mid-Infrared Instrument) del telescopio espacial Webb.

«Nuestras observaciones previas de este sistema han sido mediciones indirectas de la estrella, lo que nos permitió anticipar la posible presencia de un planeta gigante en este sistema debido a su influencia gravitacional en la estrella», dijo Caroline Morley, miembro del equipo de la Universidad de Texas en Austin. «Por eso nuestro equipo eligió este sistema para observar primero con Webb».

«Este descubrimiento es emocionante porque el planeta es muy similar a Júpiter: es un poco más cálido y más masivo, pero más parecido a Júpiter que cualquier otro planeta que se haya fotografiado hasta ahora», agregó Elisabeth Matthews, autora principal del estudio publicado hoy en Nature.

Un análogo del sistema solar

Los exoplanetas fotografiados previamente tienden a ser los más jóvenes y calientes, que aún irradian mucha de la energía de su formación. A medida que los planetas se enfrían y contraen a lo largo de su vida, se vuelven significativamente más tenues y, por lo tanto, más difíciles de fotografiar.

«Los planetas fríos son muy tenues, y la mayor parte de su emisión se encuentra en el rango del infrarrojo medio», explicó Matthews. «Webb es ideal para realizar imágenes en el infrarrojo medio, lo cual es extremadamente difícil desde la Tierra. También necesitábamos una buena resolución espacial para separar el planeta de la estrella en nuestras imágenes, y el gran espejo de Webb es extremadamente útil en este aspecto».

Epsilon Indi Ab es uno de los exoplanetas más fríos detectados directamente, con una temperatura estimada de 2 grados Celsius, más frío que cualquier otro fotografiado. Y es solo unos 100 grados Celsius más cálido que los gigantes gaseosos de nuestro sistema solar, lo que proporciona una rara oportunidad para que los astrónomos estudien la composición atmosférica de análogos verdaderos de nuestra familia planetaria.

«Los astrónomos han imaginado planetas en este sistema durante décadas; los planetas ficticios que orbitan Epsilon Indi han sido escenarios de episodios de Star Trek, novelas y videojuegos como Halo», añadió Morley. «Es emocionante ver realmente un planeta allí y comenzar a medir sus propiedades».

No exactamente como se predijo

A solo 12 años luz, Epsilon Indi Ab es el duodécimo exoplaneta más cercano a la Tierra conocido hasta la fecha y el planeta más cercano con más masa que Júpiter. El equipo científico eligió estudiar Eps Ind A porque el sistema mostraba indicios de un posible cuerpo planetario mediante una técnica llamada velocidad radial, que mide los vaivenes de la estrella anfitriona a lo largo de nuestra línea de visión.

Need to beat the heat?

Webb has snapped a direct image of Epsilon Indi Ab: the coldest and most Jupiter-like exoplanet to be imaged so far. To make the discovery, Webb blocked out starlight (shown by the star symbol) with a mask called a coronagraph: https://t.co/C8HE4Zsz13 pic.twitter.com/oL8rye3pzH

— NASA Webb Telescope (@NASAWebb) July 24, 2024

«Mientras esperábamos fotografiar algo en este sistema, debido a las indicaciones de velocidad radial de su presencia, el planeta que encontramos no es lo que habíamos predicho», compartió Matthews. «Es aproximadamente el doble de masivo, un poco más lejos de su estrella y tiene una órbita diferente a la que esperábamos. La causa de esta discrepancia sigue siendo una pregunta abierta. La atmósfera del planeta también parece ser un poco diferente a las predicciones del modelo. Hasta ahora solo tenemos unas pocas mediciones fotométricas de la atmósfera, lo que dificulta sacar conclusiones, pero el planeta es más tenue de lo esperado en longitudes de onda más cortas».

El equipo cree que esto puede significar que hay una cantidad significativa de metano, monóxido de carbono y dióxido de carbono en la atmósfera del planeta que están absorbiendo las longitudes de onda más cortas de la luz. También podría sugerir una atmósfera muy nublada.

La imagen directa de exoplanetas es particularmente valiosa para la caracterización. Los científicos pueden recolectar directamente la luz del planeta observado y comparar su brillo en diferentes longitudes de onda. Hasta ahora, el equipo científico solo ha detectado Epsilon Indi Ab en algunas longitudes de onda, pero esperan volver a observar el planeta con Webb para realizar tanto observaciones fotométricas como espectroscópicas en el futuro. También esperan detectar otros planetas similares con el flamante telescopio espacial para encontrar posibles tendencias sobre sus atmósferas y cómo se forman estos objetos.

Fuente: Webb. Edición: MP.