Un Júpiter caliente y chepudo: el telescopio James Webb demuestra que los exoplanetas no son esferas perfectas

La imagen mental de los mundos que orbitan soles lejanos como esferas lisas y simétricas ha dejado de sostenerse en la realidad observacional. Un equipo internacional de astrónomos ha logrado medir por primera vez la silueta irregular de un planeta fuera del Sistema Solar, el gigante gaseoso WASP-17b, demostrando que las atmósferas exoplanetarias pueden albergar geometrías complejas, tridimensionales y claramente deformadas.

El hallazgo, publicado en la revista Nature Astronomy y codirigido por investigadores de la Universidad de Cornell (EE. UU.) y la Universidad de Bristol (Reino Unido), ha sido posible gracias a la sensibilidad del telescopio espacial James Webb y al despliegue de un método pionero bautizado como "cadenas de transmisión" o mapeo de tránsito.

Un gigante deformado por el calor y vientos huracanados

Situado a unos 1.300 años luz de la Tierra, WASP-17b pertenece a la categoría de los denominados "jupíteres calientes": colosos de gas que completan sus órbitas a una distancia tan corta de su estrella anfitriona que sus atmósferas alcanzan temperaturas extremas. Esta cercanía provoca un acoplamiento gravitatorio que mantiene una cara del planeta perpetuamente iluminada por la radiación estelar y la otra sumida en una noche permanente.

Los datos del JWST revelan que, si bien la estructura general del planeta es circular, presenta una marcada asimetría: uno de sus flancos está sustancialmente más abultado que el otro. La causa directa radica en la violenta circulación atmosférica. En el ecuador, vientos titánicos arrastran bolsas de aire abrasador desde el hemisferio diurno hacia el nocturno a través del lado vespertino, inflando la atmósfera en esa región. En contraste, el lado matutino, donde las masas de aire regresan enfriadas tras recorrer la oscuridad, registra temperaturas más bajas y una menor expansión.

"Los planetas son, de hecho, objetos tridimensionales, y al orbitar alrededor de su estrella sucede lo que predecimos. Ir más allá de los cálculos computacionales y observarlo en la realidad es otra cuestión", subraya Lili Alderson, investigadora postdoctoral en Cornell y autora principal del trabajo.

Del círculo plano a las "joyas" del borde planetario

Hasta ahora, los métodos tradicionales solían tratar a los exoplanetas en tránsito como discos geométricamente uniformes, asumiendo un radio idéntico a lo largo de todo su contorno. Frente al mapeo de eclipses –técnica previa que analizaba la luz cuando el astro se oculta tras su estrella–, la nueva herramienta desarrollada por los astrofísicos David Grant y Hanna Wakeford, de la Universidad de Bristol, rastrea el planeta mientras cruza justo por delante del disco estelar.

Al medir minuciosamente cómo se filtra la luz de la estrella anfitriona a través del borde de la atmósfera (el limbo) desde diferentes ángulos durante el tránsito, los investigadores pudieron calcular distancias variables desde el centro del planeta hasta su superficie aparente.

"En lugar de asumir que la atmósfera es un círculo con el mismo radio en toda su circunferencia, nuestra técnica permite determinar diferentes distancias desde el centro hasta el borde", explica Alderson. "Podemos recorrer el borde. Así, hemos pasado de imaginar un anillo liso a comprender exactamente dónde se encuentran las piedras preciosas en dicho anillo". Esa "joya" detectada coincidía con la protuberancia térmica predicha por los modelos en el ecuador vespertino.

Una nueva referencia para más de 6.000 mundos

La constatación empírica de estos procesos físicos sitúa a WASP-17b como un laboratorio de referencia para calibrar futuros modelos meteorológicos y climáticos fuera de nuestro vecindario cósmico. Con más de 6.000 exoplanetas confirmados hasta la fecha, disponer de una técnica capaz de resolver la tridimensionalidad y las corrientes térmicas abre la puerta a caracterizar con precisión atmósferas de mundos con condiciones físicas radicalmente dispares.

Como destaca la astrofísica Hanna Wakeford, disponer de un marco matemático robusto aplicable a los datos instrumentales de última generación supone un salto cualitativo para la disciplina: "Los resultados son una demostración realmente hermosa de la dinámica que se produce en estos mundos multidimensionales y multifacéticos".