Nuevo exoplaneta descubierto con mañanas nubladas y tardes despejadas

El universo vuelve a sorprendernos con un fenómeno meteorológico tan familiar como extraño: un planeta gigante fuera del sistema solar parece tener mañanas nubladas y tardes despejadas. La diferencia es que allí no estamos hablando de brisas suaves o lluvias pasajeras, sino de temperaturas extremas y vientos supersónicos en un mundo gaseoso quemado por su estrella.

El descubrimiento, publicado en la revista Science y realizado utilizando el Telescopio Espacial James Webb (JVST), proporciona una de las imágenes más detalladas hasta el momento de cómo funcionan las atmósferas de los exoplanetas gigantes. Y, además, ayuda a resolver un viejo debate en la astronomía moderna: ¿de qué están hechas realmente las nebulosas y las nubes que rodean estos mundos?

Nubes de hierro fundido sobre un exoplaneta gaseoso. TI/M. Kornmesser, CC BI “Hot Jupiter” con dos caras

Dos cuerpos orbitando el central (rojo). El más cercano está anclado y el más lejano no. Wikimedia Commons., CC BI

El protagonista del estudio es VASP-94A b, el “Júpiter caliente”: un planeta gaseoso similar a Júpiter, pero que orbita muy cerca de su estrella. Esta proximidad hace que allí el año dure sólo unos pocos días terrestres y que el planeta esté acoplado por mareas, es decir, que siempre muestre la misma cara a su sol.

Al igual que ocurre con la Luna en comparación con la Tierra, un hemisferio permanece perpetuamente iluminado y el otro en perpetua oscuridad. Entre ellos hay una franja de transición, llamada “terminador”, donde los astrónomos pueden estudiar la atmósfera observando la luz de la estrella pasar a través de sus capas gaseosas durante un tránsito planetario.

Representación artística del VASP-39, con la línea terminadora. NASA/ESA/CSA, CC BI

Y ahí llegó la sorpresa.

Las observaciones del JVST revelaron una diferencia muy clara entre los lados matutino y vespertino del planeta. En la zona del amanecer predominan las densas nubes que amortiguan las señales espectrales del vapor de agua. En cambio, en una zona donde cae la oscuridad, la atmósfera parece mucho más limpia y transparente.

El ciclo climático más extremo imaginable

La explicación apunta a un auténtico ciclo meteorológico extraterrestre. Los investigadores creen que las nubes se forman en partes relativamente más frías del planeta, posiblemente por condensación de minerales y compuestos exóticos presentes en la atmósfera. Luego, los fuertes vientos atmosféricos transportan estas partículas a zonas más cálidas, donde finalmente se evaporan.

En la Tierra, las nubes están formadas por agua líquida o cristales de hielo. Pero en estos mundos brillantes podría haber nubes de silicatos o minerales vaporizados. Las diferencias de temperatura entre los dos lados del planeta pueden superar los 280 grados centígrados, suficiente para que los aerosoles aparezcan y desaparezcan continuamente a medida que circulan por el globo.

Un gigante gaseoso con nubes de silicato. Pablo Carlos Budasi, CC BI

Los nuevos datos de JVST sugieren además que la distribución de las nubes no es uniforme ni estable. Las observaciones indican una atmósfera extremadamente dinámica, dominada por corrientes capaces de redistribuir el calor y los materiales a enormes velocidades.

En este escenario, los modelos atmosféricos indican que vientos supersónicos viajarían a través del planeta transportando partículas condensadas desde el hemisferio nocturno y las regiones matutinas hacia regiones progresivamente más cálidas.

¿Viejo dilema resuelto?

Este descubrimiento es importante porque desde hace años existen dos hipótesis principales para explicar los aerosoles procedentes de Júpiter calientes. Mientras uno defendía que se trataba de nubes provocadas por la condensación, el otro proponía neblinas fotoquímicas, creadas por una intensa radiación estelar, similares a las de Titán, la luna de Saturno o el smog de la Tierra.

Las nuevas observaciones apoyan claramente la primera explicación: al menos en este tipo de planeta, las nubes parecen comportarse como sistemas climáticos dinámicos gobernados por la temperatura y la circulación atmosférica.

Los Júpiter calientes suelen tener capas de nubes y niebla en su atmósfera. NASA/JPL-Caltech El problema de las atmósferas “ocultas”

Aunque las nubes hacen que estos mundos sean más fascinantes, también presentan un gran desafío científico.

Para estudiar un exoplaneta, los astrónomos observan cómo determinados gases absorben determinadas longitudes de onda de luz. Este patrón nos permite identificar moléculas como el agua, el dióxido de carbono o el metano. Pero las nubes y la niebla pueden ocultar algunas de estas señales y distorsionar las mediciones.

En algunos casos, un planeta puede parecer pobre en agua simplemente porque las nubes bloquean la vista. De hecho, estudios anteriores ya han demostrado que muchos Júpiter calientes forman un continuo que va desde atmósferas completamente despejadas hasta atmósferas muy nubladas.

Ahora sabemos algo aún más complejo: un mismo planeta puede tener regiones nubladas y despejadas al mismo tiempo.

Esto nos obliga a reinterpretar algunos de los datos obtenidos durante una década con telescopios como el Hubble y a desarrollar modelos atmosféricos tridimensionales mucho más sofisticados.

Más cerca de comprender otros mundos

JVST abre una nueva fase en la investigación de exoplanetas. Ya no basta con descubrir su existencia: ahora comenzamos a estudiar su meteorología, sus ciclos atmosféricos y su química con detalles que eran inimaginables hace apenas unos años.

VASP-94A b se convirtió en uno de los mejores ejemplos de esta nueva astronomía atmosférica. Sus “amaneceres” cubiertos de nubes y sus claros “atardeceres” muestran que incluso los mundos más extremos tienen dinámicas complejas y cambiantes que, en algunos aspectos, son sorprendentemente similares a los fenómenos meteorológicos conocidos en la Tierra.

Comprender cómo se forman estas nubes exóticas también será fundamental para interpretar planetas más pequeños y potencialmente habitables. Al fin y al cabo, la atmósfera es el gran intermediario entre la superficie del mundo y el espacio.

Por primera vez, estamos empezando a observar el cambio climático… en planetas a cientos de años luz de distancia.