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Telescopio James Webb reveló detalles del clima de WASP-43 b, un gigante gaseoso distante, marcado por calor extremo, nubes densas en el lado nocturno y vientos a escala planetaria, en una observación utilizada para estudiar atmósferas fuera del Sistema Solar.
El Telescopio Espacial James Webb permitió mapear el clima de WASP-43 b, un gigante gaseoso ubicado a cerca de 280 años luz de la Tierra, donde la atmósfera combina temperaturas extremas, nubes densas en el lado nocturno y vientos ecuatoriales estimados en aproximadamente 8.000 km/h.
Con dimensiones similares a las de Júpiter, el planeta gira alrededor de su estrella a una distancia mucho menor que la registrada entre Mercurio y el Sol y, debido a esta proximidad, completa una órbita en solo 19,5 horas, menos de un día terrestre.
Las mediciones se realizaron con el instrumento MIRI, del James Webb, que observa el universo en luz infrarroja media, y permitieron a los investigadores estimar temperaturas, cobertura de nubes, vapor de agua y circulación atmosférica a partir de las variaciones de brillo del sistema.
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Los datos indican un planeta dividido entre dos regímenes de temperatura, con el lado permanentemente orientado hacia la estrella alcanzando cerca de 1.250°C, valor suficiente para calentar hierro hasta permitir su forja, mientras que el hemisferio opuesto se aproxima a 600°C.
WASP-43 b tiene día y noche permanentes
WASP-43 b pertenece a la clase de los llamados “Júpiteres calientes”, exoplanetas gaseosos parecidos en tamaño a los mayores planetas del Sistema Solar, pero sometidos a calor intenso por orbitar muy cerca de sus estrellas.
Este tipo de órbita favorece una condición conocida como rotación sincronizada, en la cual el planeta mantiene siempre la misma cara orientada hacia la estrella, mientras que el otro lado permanece en noche constante, sin alternancia regular entre día y oscuridad como ocurre en la Tierra.
La diferencia entre estos hemisferios ayuda a explicar, según el análisis divulgado por la NASA, el comportamiento contrastante de la atmósfera, ya que el lado diurno recibe radiación estelar directa y aparece relativamente claro en las mediciones del James Webb.
En el hemisferio nocturno, por otro lado, los datos apuntan a una región más oscura en el infrarrojo, asociada a la presencia de una capa alta y espesa de nubes que interfiere en la emisión térmica observada por el telescopio.
Incluso sin recibir luz directa de la estrella, la cara nocturna no se enfría de forma completa, porque vientos muy rápidos transportan calor desde la región iluminada y redistribuyen parte de la energía alrededor del planeta.
Esta circulación global mezcla gases y conecta los dos hemisferios, lo que impide, según los modelos atmosféricos usados en el estudio, que el lado diurno y el lado nocturno evolucionen de manera totalmente aislada.
James Webb midió el clima por luz infrarroja
El telescopio no registró una imagen directa del planeta, ya que WASP-43 b está distante, es pequeño en comparación con su estrella y está muy cerca del brillo de ella, condición que exige métodos indirectos de observación.
El análisis ocurrió por medio de la luz infrarroja emitida por el sistema durante la órbita, cuando diferentes partes del planeta quedaron orientadas hacia el James Webb y produjeron variaciones mensurables en el brillo total observado.
Cuando el lado más caliente del planeta queda orientado hacia el telescopio, el brillo total aumenta; cuando el hemisferio nocturno pasa a predominar en el campo de observación, la emisión infrarroja disminuye y permite comparar las características de cada región.
Las observaciones cubrieron longitudes de onda entre 5 y 12 micrones, rango sensible al calor emitido por objetos calientes, y acompañaron más de una órbita completa para montar un mapa aproximado de la distribución de temperatura alrededor del planeta.
La técnica se basa en el hecho de que cuerpos más calientes emiten más radiación infrarroja, permitiendo a los científicos comparar cambios sutiles en esa emisión para inferir dónde hay más calor, bloqueo por nubes y circulación atmosférica.
Nubes densas cambian la lectura del lado nocturno
Las nubes del lado nocturno están entre los elementos identificados en el estudio para explicar la diferencia de brillo entre los hemisferios, ya que la cobertura atmosférica interfiere en la radiación térmica emitida por capas más profundas.
El análisis indica que esta capa alta y densa bloquea parte de la radiación térmica de la atmósfera inferior, haciendo que la región nocturna parezca más fría y oscura en las mediciones infrarrojas realizadas por el James Webb.
En el hemisferio diurno, el comportamiento observado es diferente, ya que la atmósfera aparece más clara y sin señales del mismo bloqueo causado por nubes espesas, lo que refuerza la asimetría climática medida entre las dos caras del planeta.
Esta división muestra, según los investigadores, que un promedio global no describe adecuadamente WASP-43 b, porque las regiones permanentemente diurna y permanentemente nocturna presentan condiciones atmosféricas distintas.
Aunque pertenecen al mismo planeta, estos hemisferios son controlados por combinaciones diferentes de radiación intensa, circulación de gases y formación de nubes, factores que alteran la forma en que el calor es observado en cada región.
La presencia de vapor de agua también fue identificada en diferentes fases de la órbita y ayuda a caracterizar la composición de la atmósfera, además de proporcionar pistas sobre la altitud de las nubes y sobre modelos de transporte de calor.
Vientos de 8.000 km/h indican atmósfera en mezcla intensa
Otro dato señalado por el análisis es la ausencia significativa de metano en las mediciones del lado nocturno, molécula que podría aparecer en mayor cantidad en temperaturas más bajas si la atmósfera no estuviera siendo mezclada con rapidez.
Según la NASA, los datos indican que la circulación atmosférica ocurre demasiado rápido para permitir este acumulamiento detectable, lo que ayuda a explicar la estimación de vientos ecuatoriales extremadamente veloces en WASP-43 b.
Esta mezcla fue una de las pistas usadas para estimar vientos ecuatoriales que alcanzan cerca de 5.000 millas por hora, el equivalente a poco más de 8.000 km/h, velocidad capaz de transportar gases y calor a escala planetaria.
Los vientos se desplazan hacia el este y ayudan a conectar los dos hemisferios, manteniendo la atmósfera en circulación permanente incluso con una cara siempre expuesta a la estrella y otra siempre sumida en la noche.
La ausencia de metano no indica simplicidad química, pero sugiere, según la interpretación de los investigadores, que reacciones, temperaturas y movimientos atmosféricos actúan en conjunto y dificultan el equilibrio químico esperado en regiones más frías.
Estudio amplía el análisis de atmósferas fuera del Sistema Solar
WASP-43 b ya había sido estudiado por telescopios como Hubble y Spitzer, pero la sensibilidad del James Webb permitió observar el planeta con más detalles en el infrarrojo y ampliar la lectura del clima global.
La combinación entre mediciones recientes, datos anteriores y modelos tridimensionales ayudó a los investigadores a separar con más claridad el lado iluminado, el lado oscuro y la circulación de gases alrededor del planeta.
El estudio demuestra la capacidad del Webb de investigar atmósferas de mundos que están a trillones de kilómetros de la Tierra, midiendo variaciones de brillo, detectando moléculas y estimando patrones de circulación sin observación directa de la superficie.
En el caso de WASP-43 b, el corto período orbital también favoreció la observación, porque el planeta completa una vuelta alrededor de la estrella en menos de un día terrestre y permite comparar rápidamente diferentes fases.
Estas mediciones ayudan a probar modelos usados para interpretar atmósferas de exoplanetas y pueden contribuir a análisis futuros de planetas más pequeños, incluidos aquellos con características más cercanas a las de mundos rocosos.
El clima de WASP-43 b, de acuerdo con los datos observacionales, no tiene paralelo directo en el Sistema Solar, pues combina calor suficiente para forjar hierro, noches cubiertas por nubes densas y vientos supersónicos en una atmósfera dominada por hidrógeno y helio.
El descubrimiento añade información al estudio de la diversidad de mundos fuera del Sistema Solar, mostrando un planeta que mantiene una cara en calor permanente, otra bajo oscuridad continua y una atmósfera movida por corrientes extremas.
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