atmósfera exoplanetaria

El telescopio espacial JWST apuntó su lente hacia el abrasador mundo rocoso 55 Cancri e y vio una densa envoltura gaseosa. En cambio, la más fría TRAPPIST-1 b, que orbita a una tenue enana roja, no mostró envoltura alguna: roca desnuda. El panorama resultó invertido: los planetas calientes retienen atmósfera, los fríos la pierden.

Un telescopio observa una estrella durante muchas noches seguidas. En algún lugar del flujo de luz se esconde una diminuta caída de brillo: un planeta del tamaño de la Tierra ha bloqueado por un instante parte de la estrella. Esa caída dura unas horas y se repite una vez al año o incluso con menos frecuencia.

El cielo nocturno está lleno de luces engañosas. Los astrónomos buscaban galaxias que se encendieron en los primeros cientos de millones de años después del Big Bang; su luz ha viajado hacia nosotros durante casi 13 mil millones de años. Seis tenues manchas fueron seleccionadas a partir de imágenes de los telescopios espaciales Hubble y Spitzer.

Dos estrellas giran una alrededor de la otra como bailarines que se acercan y se alejan. Con el tiempo, una de ellas se hincha y sus capas externas fluyen hacia la vecina. La que recibe el material ajeno no se distingue en apariencia de una estrella solitaria, pero su superficie lo recuerda todo.

El haz de una linterna atraviesa la niebla. Cuanto más densa es la niebla, más se dispersa la luz y más tarde llega al ojo. Un principio similar opera con las ráfagas rápidas de radio: misteriosos pulsos ultrapotentes provenientes de galaxias lejanas.

Fotografiar un exoplaneta alrededor de otra estrella es como intentar ver una luciérnaga frente a un reflector. La atmósfera terrestre no deja de agitarse, y en el telescopio eso se ve como manchas danzantes: los speckles.

Un planeta en la zona habitable no es garantía de vida. Así como un director guía a la orquesta, la estrella, a lo largo de miles de millones de años, dicta el ritmo y el carácter de la evolución de las atmósferas planetarias.

A 380 mil años después del Big Bang, el universo se enfrió lo suficiente como para que la luz se separara del plasma. Este fondo cósmico de microondas aún impregna el cosmos, como el primer acorde de una sinfonía, el eco de un comienzo caliente.

Noche en La Palma. El telescopio de 4,2 metros William Herschel apunta a Venus. En el foco, un polarímetro experimental llamado ExPo, diseñado para capturar la luz fantasma de exoplanetas.

Una piedrecita en el fondo del arroyo yace inmóvil mientras los destellos del sol bailan en la superficie del agua. En astronomía ocurre el mismo contraste: un verdadero exoplaneta es la piedra, y miríadas de speckles (manchas de luz estelar dispersa) son las ondas que titilan en los instrumentos.

El fondo óptico del cielo es un palimpsesto cósmico, donde la luz de miles de millones de galaxias no resueltas se superpone en capas correspondientes a diferentes épocas. Hasta ahora solo podíamos distinguir las 'letras' más brillantes: estrellas individuales y galaxias cercanas.

Las cámaras del coche autónomo captan la luz como telescopios apuntando a una galaxia lejana. Cada fotograma es una observación fragmentaria; juntos deben combinarse en un mapa del camino. La computadora, como un astrónomo, no pega las imágenes, sino que genera varias posibles vistas aéreas y las compara con los datos reales.

Cuando el telescopio JWST descompone la luz de un lejano exoplaneta en un espectro, lee una crónica química. Pero esta crónica no es una verdad monolítica, sino una atmósfera que la radiación estelar reescribe constantemente.

En 2024, el equipo de David Charbonneau apuntó el telescopio Magellan, equipado con el espectrógrafo WINERED, hacia LHS 1140. Durante el tránsito, la espectroscopia de alta resolución captó una línea de absorción de helio metaestable a 10833 Å.

La luz de una estrella lejana lleva consigo el susurro silencioso de las atmósferas de los planetas que la orbitan. Captarlo ha sido durante mucho tiempo como intentar distinguir un susurro en una catarata rugiente.

Un reflector te da de lleno en los ojos y, a un par de pasos, parpadea una luciérnaga diminuta. Así se ve la caza de un planeta similar a la Tierra alrededor de una estrella vecina: el planeta es de cien millones a diez mil millones de veces más tenue que su estrella, y en el cielo casi se funden en un solo punto.

La Zona de Evitación es el vacío más persistente en nuestro conocimiento del universo local, como páginas de una antigua crónica tachadas con tinta. Hasta un 20% del cielo extragaláctico está firmemente oculto por densa polvo cósmico y enjambres de estrellas en el disco de la Vía Láctea.

Un mapa cosmológico se parece a una foto de las ondas en el agua: a partir de ella se deduce qué piedra se lanzó. La piedra son las propiedades del universo —cuánta materia ordinaria contiene, cuánta materia oscura, con qué rapidez se expande—. Las ondas son el patrón de galaxias que miden los telescopios.

A cientos de años luz de nosotros hay un planeta que parece un espejo gigante. LTT9779b refleja gran parte de la luz que recibe, mucho más de lo que cabría esperar de un cuerpo del tamaño de Neptuno. Los astrónomos llevaban tiempo discutiendo qué lo hace tan brillante: una neblina metálica densa de carbono o una capa de nubes.

La materia oscura es el armazón invisible que sostiene a las galaxias. Pero, ¿cómo apareció exactamente? La respuesta estándar es que las partículas de materia oscura dejaron de colisionar y se "congelaron" en la cantidad que vemos hoy. Sin embargo, hay un camino más astuto: el UFO, o congelamiento ultrarrápido.

Un mundo donde el año dura apenas un día y medio terrestre y la estrella en el cielo es cientos de veces más grande que nuestro Sol. Ese es KELT-9 b, un gigante gaseoso calentado a temperaturas en las que el hierro se evapora.

A 158 años luz de nosotros, alrededor de la tenue estrella enana roja TOI-6894, se mueve pausadamente un planeta. Su año dura menos de dos días terrestres, pero él mismo es un mundo fresco con una temperatura de equilibrio de unos 420 K, ligeramente más caliente que una sauna.

Un planeta rocoso al rojo vivo se parece a una olla de sopa hirviendo, solo que su tapa es la atmósfera. Los gases escapan del magma, envuelven el mundo en una manta densa y a la vez influyen en la rapidez con que se enfría el cuerpo celeste.

El planeta WASP-121 b es un gigante gaseoso, calentado hasta 2500 °C. Siempre mira a su estrella con una misma cara, como un globo terráqueo congelado bajo una lámpara. Pero cuando pasa frente al disco estelar, su rotación nos muestra diferentes facetas, como si giraran lentamente ese globo para que podamos ver todos los rincones.

Un móvil infantil: las figuras cuelgan de hilos y responden a cualquier soplo. De manera similar, los planetas en órbitas muy amplias apenas son sostenidos por la gravedad de la estrella — y sienten las más leves «corrientes» gravitacionales. Los astrónomos propusieron convertir esos planetas en detectores de materia oscura.

En el desván se encuentra una vieja maleta gastada. Por las pegatinas y los arañazos se puede deducir por dónde ha viajado. Los astrónomos llevan mucho tiempo buscando una 'pegatina' similar para los planetas, y creían haberla encontrado en las moléculas de monóxido de carbono.

En las profundidades de la Tierra, bajo una gruesa capa de granito, los detectores capturan a unos visitantes raros del espacio: los muones. Estas partículas nacen en lo alto de la atmósfera cuando los rayos cósmicos chocan contra los núcleos de los átomos del aire.

Las civilizaciones en el Universo están separadas no solo por la distancia, sino también por abismos de tiempo. La búsqueda de sus huellas se asemeja a la arqueología: en lugar de ruinas de palacios, nubes de polvo cósmico.

Cuando los astrónomos observan mundos lejanos, a menudo no ven líneas nítidas de vapor de agua o metano, sino una silueta borrosa, como si el planeta se hubiera puesto un velo denso.

La curva de luz de una estrella no es ruido caótico, sino un texto escrito por pulsaciones, manchas y el resplandor constante del horno termonuclear. Cualquier planeta que se deslice por el disco deja una errata en este texto: una minúscula caída de brillo que dura horas. Los métodos clásicos de búsqueda de exoplanetas exigían que la errata se repitiera — palabra tras palabra, órbita tras órbita.

Una guardería donde unos niños moldean castillos de arena y otros ya juegan con bloques de construcción. Así se ve, más o menos, el sistema de la estrella V1298 Tau: tiene solo 20 millones de años —en términos cósmicos, acaba de salir de la cuna—. A su alrededor orbitan varios planetas, y dos de ellos, b y e, resultaron ser asombrosamente diferentes.

El satélite MethaneSAT busca fugas de metano, un gas invisible pero que calienta mucho el planeta. Su «olfato» es un espectrómetro, un instrumento que detecta el más mínimo cambio en el color de la luz al atravesar la atmósfera. Esa es la huella que deja el metano. Pero no basta con captar el olor: hay que distinguirlo entre miles.

Cuando un planeta pasa por delante del borde de su estrella, la estrella ilumina su atmósfera, igual que el sol del atardecer resalta las nubes sobre el horizonte. Ese breve instante, que dura apenas unos minutos, lleva la huella de los gases a través de los cuales ha pasado la luz estelar.

La radiación cósmica de fondo es el resplandor residual del Big Bang que vemos en ondas milimétricas. Pero también tiene una cola de onda larga que se extiende hasta el rango de radio. En longitudes de onda superiores a 21 centímetros, esta luz comienza a ser absorbida por el hidrógeno neutro disperso en el espacio lejano.

El primer exoplaneta se descubrió cerca de un inusual faro cósmico: una estrella de neutrones conocida como púlsar. Estos restos superdensos de estrellas muertas giran a velocidades enormes y emiten pulsos de radio muy precisos.

Una olla de lava hirviendo tapada con una tapa gruesa de gas. Así son más o menos los subneptunos, planetas muy comunes en otros sistemas estelares pero ausentes en el nuestro. Bajo una gruesa atmósfera de hidrógeno, se agita un océano de magma ardiente. Y no calla: las sustancias químicas del interior se filtran al aire y dejan en él sus «huellas».

Más allá de Neptuno, en el cinturón helado, los astrónomos observaron cómo el objeto (612533) 2002 XV93 ocultó por un instante una estrella distante.

El vapor sobre una olla hirviendo tiñe ligeramente la luz de una linterna: retiene algunos colores y deja pasar otros. Así, más o menos, se estudia el aire de los planetas lejanos. Cuando un planeta pasa frente a su estrella, una diminuta parte de la luz estelar atraviesa su atmósfera, y las moléculas dejan en el espectro bandas oscuras, sus "huellas dactilares".

La búsqueda de vida en planetas lejanos es como diagnosticar una enfermedad rara con una prueba de precisión desconocida. Un resultado positivo aislado no significa nada: ¿y si es un fallo?

La luz de una estrella lejana se filtra a través de la envoltura gaseosa de un planeta, y los astrónomos intentan adivinar de qué está hecha esa envoltura. Así se estudian las atmósferas de mundos que no se pueden tocar. Cuando el planeta pasa frente al disco de su sol, su velo gaseoso intercepta brevemente parte de los rayos.