¿Existen arcoíris en mundos distantes? Muchos fenómenos que ocurren en la Tierra, como la lluvia, los huracanes y la aurora boreal, también ocurren en otros planetas de nuestro sistema solar si las condiciones son adecuadas. Ahora tenemos evidencia desde fuera de nuestro sistema solar de que un exoplaneta particularmente extraño podría incluso mostrar algo parecido a un arco iris.

Un fenómeno llamado «gloria», que aparece en el cielo como un halo de colores, se produce cuando la luz incide en nubes formadas por una sustancia homogénea en forma de gotas esféricas. Esta podría ser la explicación de un misterio relacionado con las observaciones del exoplaneta WASP-76B. También se observó que este planeta, un gigante gaseoso en llamas que experimenta lluvias de hierro fundido, tiene más luz en su terminador oriental (una línea utilizada para separar el lado diurno del lado nocturno) que en su terminador occidental. ¿Por qué había más luz en un lado del planeta?

Después de observarla con el telescopio espacial CHEOPS y luego combinarla con observaciones anteriores del Hubble, Spitzer y TESS, un equipo de investigadores de la ESA y la Universidad de Berna en Suiza cree ahora que la razón más probable de esta luz adicional es una gloria. .

Mira la luz

Durante tres años, CHEOPS llevó a cabo 23 observaciones de WASP-76B en luz visible e infrarroja. Estos incluyen curvas de fasetránsitos y eclipses secundarios. Las curvas de fase son observaciones continuas que siguen la revolución completa de un planeta y muestran cambios en su fase o en la parte de su lado iluminado que mira al telescopio. El telescopio puede ver este lado más o menos a medida que el planeta orbita su estrella. Las curvas de fase pueden determinar el cambio en el brillo total del planeta y la estrella a medida que el planeta gira.

Los eclipses secundarios ocurren cuando un planeta pasa detrás de su estrella anfitriona y es eclipsado por ella. La luz vista durante un eclipse de este tipo se puede comparar con la luz total antes y después de la ocultación para darnos una idea de la luz reflejada por el planeta. Los Júpiter calientes como WASP-76B se observan comúnmente durante los eclipses secundarios.

Las observaciones de las curvas de fase pueden continuar a medida que el planeta eclipsa a su estrella. Mientras observaba la curva de fase de WASP-76B, CHEOPS vio un exceso de luz previa al eclipse en su lado nocturno. Esto también se había observado en la curva de fase TESS y en las observaciones del eclipse secundario realizadas anteriormente.

¿El fin del arcoíris?

Una ventaja de WASP-76b es que es un Júpiter ultracaliente, por lo que al menos su lado diurno no presenta las nubes y nieblas que a menudo oscurecen las atmósferas de los Júpiter calientes y fríos. Esto hace que las emisiones al aire sean mucho más fáciles de detectar. Que ya habíamos observado una asimetría en el contenido de hierro entre los terminadores del lado diurno y del lado nocturno, descubierta en un estudio previo, hizo que el planeta fuera particularmente intrigante. No había mucho gas de hierro en la atmósfera superior de la rama diurna en comparación con la de la rama nocturna. Probablemente esto se deba a que llueve hierro en el lado diurno de WASP-76b, que luego se condensa en nubes de hierro en el lado nocturno.

Las observaciones de Hubble sugieren que la inversión térmica (cuando el aire cerca de la superficie de un planeta comienza a enfriarse) estaba ocurriendo en el lado nocturno. El enfriamiento en ese lado causaría la condensación del hierro que previamente se había condensado en nubes, llovió en el lado del día y luego se evaporó por el intenso calor. Entonces, las gotas de hierro líquido pueden formar nubes.

Estas nubes son fundamentales ya que la luz de la estrella anfitriona, reflejada por estas gotas en estas nubes, puede crear un efecto de gloria.

«Para explicar la observación con el efecto Gloria se necesitarían gotas esféricas de aerosoles y nubes altamente reflectantes y de forma esférica sobre el hemisferio oriental del planeta», dijeron los investigadores en un artículo publicado recientemente en Astronomy & Astrophysics.

Glorias ya se han visto fuera de la Tierra. También se sabe que se forman en nubes de Venus. Al igual que WASP-76b, en Venus se observó más luz previa al eclipse. Entonces, aunque la gloria es casi definitiva para el exoplaneta, futuras observaciones con un telescopio más potente podrían ayudar a determinar qué tan similar es el fenómeno de WASP-76 al de WASP-76b. Venus. Si coinciden, será la primera gloria jamás observada en un exoplaneta.

Si futuras investigaciones encuentran una manera precisa de determinar si realmente es una gloria, estos fenómenos podrían decirnos más sobre la composición atmosférica de los exoplanetas, en función de los tipos de elementos o moléculas sobre los que se refleja la luz. Incluso podrían delatar la presencia de agua, lo que podría significar habitabilidad. Aunque la supuesta gloria de WASP-76b no se ha demostrado definitivamente, es todo menos un arco iris en la oscuridad.

Astronomía y astrofísica, 2024. DOI: 10.1051/0004-6361/202348270