La cerca de planetes fora del nostre sistema solar ha revolucionat l'astronomia. Entre els sistemes més intrigants descobrim els anomenats exoplanetes WASP, una família de mons que no deixen de sorprendre la comunitat científica. El seu estudi està canviant els nostres conceptes sobre la formació planetària, la química atmosfèrica i les condicions extremes que es poden donar en altres llocs de l'univers.
En aquest article et portem a explorar en profunditat aquests exoplanetes WASP que han protagonitzat alguns dels descobriments més al·lucinants dels darrers anys. Veureu com aquests gegants gasosos, plens de fenòmens insòlits, han obligat a replantejar teories i han obert noves preguntes sobre la diversitat i evolució dels planetes a la galàxia.
Què són els exoplanetes WASP i com s'han detectat?
Els exoplanetes WASP prenen el nom del projecte internacional Wide Angle Search for Planets, una col·laboració que empra observatoris automatitzats en tots dos hemisferis per monitoritzar milions d'estrelles. Aquests observatoris detecten caigudes periòdiques a la brillantor de les estrelles, cosa que normalment indica el pas d'un planeta per davant del seu astre.
Des de la seva posada en marxa, el projecte WASP ha permès detectar milers de candidats i confirmar una gran quantitat d'exoplanetes, entre els quals destaquen alguns per tenir propietats radicalment diferents dels planetes que hi ha al nostre sistema solar. Aquests descobriments han estat possibles gràcies a tècniques com la fotometria de trànsit i el mesurament de la velocitat radial de les estrelles amfitriones.
WASP-193b: el planeta més lleuger que un cotó de sucre
Un dels enrenous més recents ho ha provocat la troballa de WASP-193b. Imagina't un planeta de mida colossal, un 50% més gran que Júpiter, però amb una massa molt més petita: només una desena part de la del gegant del nostre sistema solar.
El resultat? Una densitat absurda per a estàndards planetaris: tot just 0,059 grams per centímetre cúbic. és pràcticament com un cotó de sucre flotant a l'espai! De fet, només Kepler-51d supera WASP-193b en baixa densitat, encara que és molt més petit.
Descobrir aquesta raresa va portar els científics a dubtar dels seus propis mesuraments. Seria un error, una fallada instrumental, o estaven de debò davant d'un planeta tan esponjós? Després de repetir els processos i validar les dades amb mètodes i observatoris diferents, l'equip va confirmar que les mesures eren reals.
Per què és tan estrany WASP-193b? La física planetària estàndard no pot explicar com un planeta es pot inflar fins a aquest extrem sense tornar-se inestable o dispersar-se. Se sospita que compta amb una atmosfera enorme composta principalment d'hidrogen i heli, estenent-se molt més enllà que la de qualsevol gegant gasós conegut.
Aquesta troballa demana a crits observacions més detallades amb instruments com el telescopi James Webb, ja que estudiar-ne l'atmosfera pot donar llum sobre fenòmens d'evolució planetària que encara no comprenem.
Com es confirma un exoplaneta tan inusual
Confirmar l'existència i les característiques d'un planeta tan fora del comú va requerir combinar observacions de múltiples telescopis i espectrògrafs. El procés va començar amb la detecció de trànsits periòdics per WASP-South. Es va verificar la mida del planeta en analitzar quant disminuïa la llum de l'estrella amfitriona en cada trànsit, i posteriorment es va calcular la massa emprant espectroscòpia de velocitat radial.
Aquesta metodologia rigorosa va permetre descartar explicacions alternatives i comprovar que les caigudes de brillantor provenien d'un veritable planeta i no d'altres fenòmens estel·lars.
A més, la col·laboració es va beneficiar d'observatoris xilens com ara TRAPPIST-South i SPECULOOS-South per mantenir una monitorització detallada, fonamental en la validació d'exoplanetes tan extrems.
L'atmosfera i composició de WASP-193b
El misteri de WASP-193b va encara més enllà de la seva densitat. L'atmosfera, estesa i composta essencialment d'hidrogen i heli, planteja enormes interrogants sobre com es pot mantenir estable i quin va ser el mecanisme que la va inflar tant.
Els models actuals de formació planetària fallen en descriure un objecte com aquest. els científics apunten que caldrà demanar molt més detall sobre la seva atmosfera per desentranyar la seva història i evolució.
A més, els investigadors remarquen que l'existència de WASP-193b desafia els límits del que entenem per planetes gegants, i obre la porta a la possibilitat que hi hagi molts més mons tan estranys encara per descobrir a la nostra galàxia.
WASP-127b: vents supersònics i dinàmica atmosfèrica mai vists
Virant cap a un altre dels protagonistes del sistema WASP, trobem a WASP-127b. Es tracta d'un anomenat Júpiter calent, és a dir, un planeta gegant gasós amb una mida comparable al de Júpiter, però menys massiu i amb una òrbita molt més propera a la seva estrella, cosa que dispara les temperatures a més de 1.000ºC.
Aquest exoplaneta ha deixat estupefactes els astrònoms gràcies a unes condicions atmosfèriques sense precedents. Mentre una part de la seva atmosfera s'acosta a la Terra, l'altra s'allunya a velocitats inaudites, creant un corrent en raig equatorial supersònic que gira a uns 33.000 quilòmetres per hora.
Per fer-nos una idea de la magnitud, els vents més ràpids a Saturn amb prou feines arriben a 1.800 km/h, ia la Terra el cicló Olivia de 1996 ostenta el rècord amb 408 km/h.
L'anàlisi espectroscòpic va confirmar la presència de vapor d'aigua i monòxid de carboni a l'atmosfera, fonamentals per desxifrar la química i l'origen d'aquest planeta. El descobriment va ser possible gràcies a instruments com el CRIRES+ al VLT, permetent observar aquests fenòmens malgrat la brillant resplendor de l'estrella amfitriona.
Una oportunitat única per estudiar la dinàmica d'exoplanetes
WASP-127b representa un laboratori natural on investigar la cara més extrema de les atmosferes planetàries. El mapeig de vents supersònics i variacions de temperatura i composició a diferents latituds i profunditats atmosfèriques ha obert noves vies de recerca.
Fins i tot els detalls més subtils, com a senyals més febles procedents dels pols ―que indiquen regions més fredes comparades amb l´equador―, s'han pogut identificar, cosa que fins fa molt poc era impensable en planetes situats a més de 500 anys llum de la Terra.
Aquest avenç en precisió ajuda a entendre millor com circular la calor, els elements i els compostos químics en planetes gegants gasosos, posant a prova els nostres models i enriquint la comprensió del nostre propi sistema solar.
WASP-121b: climatologia fora de la ciència ficció
Els avenços tecnològics, com el Very Large Telescope (VLT) d'ESO, han possibilitat analitzar l'atmosfera de WASP-121b en tres dimensions, revelant patrons climàtics que semblen trets d'una novel·la de ciència-ficció.
Aquest planeta, també conegut com a Tylos, orbita a tot just 900 anys llum i és considerat un «Júpiter ultracalent» atesa la seva proximitat a l'estrella. Un any a WASP-121b només dura 30 hores terrestres i presenta una enorme diferència tèrmica entre el seu hemisferi sempre orientat cap a l'estrella i el seu hemisferi nocturn.
El mapeig atmosfèric ha descobert complexos corrents en raig i fluxos separats en diverses capes, transportant material del costat calent al costat fred. Elements com el ferro, titani, sodi i hidrogen revelen la intricada estructura i dinàmica de l'atmosfera.
El que és sorprenent és que alguns elements, com el titani, només han estat detectats en capes profundes sota el corrent en raig, insinuant una química atmosfèrica encara més rica del que s'anticipava. Això subratlla el potencial de futures investigacions amb telescopis encara més potents com el Extremely Large Telescope (ELT) que es troba en construcció.
WASP-39b: el catàleg molecular i químic del telescopi James Webb
El telescopi espacial James Webb (JWST) ha obert una nova frontera a l'estudi d'exoplanetes, i WASP-39b ha estat un dels primers beneficiats. Aquest planeta, de la mida de Saturn però amb una òrbita molt més propera a la seva estrella, ha estat retratat en detall sense precedents.
El JWST ha identificat multitud de molècules i elements a la seva atmosfera, incloent-hi aigua, diòxid de sofre, monòxid de carboni, sodi, potassi i núvols fragmentats. Per primera vegada, s'ha detectat diòxid de sofre com a resultat de reaccions químiques activades per la llum estel·lar, un senyal directe de fotoquímica en acció, cosa que a la Terra s'associa a la formació d'ozó.
La llista completa d'ingredients químics permet als científics deduir detalls sobre la història de formació i evolució de WASP-39b. L'anàlisi precisa de l'abundància de diferents elements recolza la hipòtesi que el planeta es va formar lluny de la seva estrella, capturant materials rics en oxigen a la seva joventut.
Aquestes troballes demostren el poder del JWST per explorar la diversitat atmosfèrica dels exoplanetes, i marquen l'inici d'una nova era a l'exploració de mons més petits i rocosos en el futur proper.
Altres casos fascinants: exoplanetes amb cues i atmosferes en fuga
Per si no n'hi hagués prou, la família WASP inclou encara més fenòmens extravagants, com el cas de WASP-69b. Aquest planeta no és només un gegant gasós similar a Júpiter, sinó que perd atmosfera en forma d'una cua d'hidrogen i heli de fins a 563.000 km de longitud, impulsada per vents estel·lars extrems i la intensa radiació de la seva estrella.
WASP-69b és un dels exemples més clars de com els entorns estel·lars afecten els planetes, donant lloc a fenòmens com la fotoevaporació i la pèrdua de massa a raó de centenars de milers de tones per segon.
Estudis detallats de la cua estan permetent també utilitzar aquests exoplanetes com a indicadors de l'activitat i vents estel·lars de les seves estrelles amfitriones, eines valuoses per entendre tant els planetes com les estrelles mateixes.
