El primer análisis de la atmósfera de una supertierra

¿Hemos descubierto el primer mundo océano? Quizás. Un grupo de astrónomos dirigidos por Jacob L. Bean ha logrado analizar por primera vez la atmósfera de una supertierra. Recordemos que las supertierras son mundos con una masa comprendida entre 2 y 10 veces la de nuestro planeta, lo que las sitúa entre los planetas terrestres y los gigantes de hielo como Neptuno. Obviamente, por definición no existe ninguna supertierra en nuestro Sistema Solar, así que poder estudiar sus características es de vital importancia para comprender mejor los mecanismos de formación planetaria.


Recreación artística de GJ 1214b (ESO).

El planeta en cuestión es GJ 1214b, una supertierra de 6 masas terrestres situada a 40 años luz en la constelación de Ofiuco. GJ 1214b orbita una pequeña enana roja de tipo espectral M4.5 y fue descubierto en 2009 mediante el método de la velocidad radial con el espectrómetro HARPS del telescopio de 3,6 metros de La Silla. Posteriormente se pudo verificar que el planeta transita -es decir, pasa por delante de su estrella-, lo que ha permitido estudiar su tamaño (2,63 veces el radio terrestre) y composición atmosférica con el instrumento FORS2 del telescopio UT1 del VLT.

Aparentemente, los resultados indican que la atmósfera de GJ 1214b está compuesta por vapor de agua...o bien que el planeta se encuentra cubierto por densas nieblas y nubes. En concreto, los investigadores han obtenido un espectro completo de la estrella y de la atmósfera del exoplaneta en las longitudes de onda comprendidas entre los 780 y 1000 nm, con una resolución de unos 20 nm. Es un resultado interesante porque ciertos modelos predicen que las atmósferas de las supertierras podrían estar formadas principalmente por hidrógeno, algo así como una especie de Júpiter en miniatura. Pero parece ser que GJ 1214b no es así. La ausencia de estructura en el espectro podría explicarse con una atmósfera de hidrógeno siempre y cuando el planeta presentase una cubierta nubosa opaca, algo bastante probable. Cualquiera podría pensar que estas interpretaciones tienen demasiada incertidumbre. Y tendría razón, porque todo este análisis está basado en el siguiente espectro:


Espectro de la atmósfera de GJ 1214b (Bean et al.).

Los datos son los puntos negros (con sus barras de error), mientras que las líneas son distintos modelos atmosféricos. Pero, una vez más, lo sorprendente no es la poca resolución del espectro. Lo impresionante es que seamos capaces de estudiar la atmósfera de un mundo situado a 40 años luz de la Tierra. Ciencia ficción en estado puro.

Lo que sí es llamativo es que una atmósfera de vapor de agua es algo que predicen varios modelos de "mundos océano" (water worlds). Por supuesto, es posible que GJ 1214b no tenga océanos superficiales aún cuando su atmósfera esté compuesta por vapor, pero no deja de ser una posibilidad apasionante.


Tamaño de GJ 1214b (centro) comparado con la Tierra y Neptuno (Wikipedia).

Más información:

• A ground-based transmission spectrum of the super- Earth planet GJ 1214b, Jacob L. Bean et al. (Nature, 2 diciembre 2010).