Descubren señales claras de atmósfera en un exoplaneta cubierto por magma

Los astrónomos han encontrado la evidencia más sólida hasta ahora de que un exoplaneta rocoso extremo, cubierto por un océano de magma, posee una atmósfera sustancial. El hallazgo, logrado gracias a observaciones del telescopio espacial James Webb, desafía la idea ampliamente aceptada de que los planetas pequeños y muy cercanos a sus estrellas no pueden retener gases durante miles de millones de años.

El planeta en cuestión es TOI-561 b, una supertierra ultracaliente situada fuera de nuestro sistema solar. Con un radio de aproximadamente 1,4 veces el de la Tierra y un periodo orbital inferior a 11 horas, este mundo completa una vuelta entera alrededor de su estrella en menos de medio día. Su proximidad extrema lo expone a una radiación tan intensa que su superficie está permanentemente fundida.

Debido a esta cercanía, TOI-561 b se encuentra bloqueado por mareas, lo que significa que siempre muestra la misma cara a su estrella. El lado diurno alcanza temperaturas que superan ampliamente el punto de fusión de la roca, formando un océano global de magma, mientras que el lado nocturno permanece relativamente más frío, aunque lejos de ser habitable.

Durante años, los científicos asumieron que planetas de este tipo no podían mantener una atmósfera. La radiación estelar extrema debería barrer cualquier gas con el paso del tiempo, dejando al planeta como una roca desnuda. Sin embargo, las nuevas observaciones del James Webb cuentan una historia distinta.

Utilizando el instrumento NIRSpec, los investigadores midieron la temperatura del lado diurno del planeta observando cómo disminuye el brillo del sistema cuando TOI-561 b pasa detrás de su estrella. Esta técnica permite estimar cuánta radiación térmica emite el planeta y, por tanto, inferir su temperatura real.

Los resultados fueron sorprendentes. Si el planeta no tuviera atmósfera, su temperatura diurna debería rondar los 2700 grados Celsius. Sin embargo, las mediciones indican una temperatura cercana a los 1800 grados, todavía extrema, pero significativamente más baja de lo esperado. Esta diferencia sugiere que algo está redistribuyendo el calor.

La explicación más probable es la presencia de una atmósfera densa capaz de transportar energía desde el lado diurno al nocturno mediante vientos intensos. En este escenario, gases como vapor de agua u otros compuestos volátiles absorberían parte de la radiación infrarroja antes de que escape al espacio, haciendo que el planeta parezca más frío desde la perspectiva del telescopio.

Otra posibilidad considerada es la presencia de nubes brillantes de silicatos, formadas a partir del vapor de roca, que podrían reflejar parte de la luz estelar. No obstante, los investigadores concluyen que este efecto por sí solo no basta para explicar la magnitud del enfriamiento observado, reforzando la hipótesis de una atmósfera sustancial.

El estudio también ayuda a resolver otro misterio: la densidad inusualmente baja del planeta. TOI-561 b es menos denso de lo que cabría esperar para un mundo rocoso similar a la Tierra. Una atmósfera gruesa podría hacer que el planeta parezca más grande y menos denso, encajando mejor con las observaciones.

Además, este exoplaneta orbita una estrella muy antigua y pobre en hierro, perteneciente al llamado disco grueso de la Vía Láctea. Esto sugiere que TOI-561 b se formó en un entorno químico muy distinto al del sistema solar, posiblemente cuando la galaxia era mucho más joven. Su composición podría representar una clase de planetas primitivos hoy inexistentes cerca de nosotros.

Los científicos plantean que existe un equilibrio dinámico entre el océano de magma y la atmósfera. Los gases liberados desde el interior del planeta alimentarían la atmósfera, mientras que parte de esos volátiles volverían a disolverse en el magma. Este ciclo permitiría que la atmósfera sobreviva pese a la intensa radiación estelar.

El hallazgo tiene implicaciones profundas para la ciencia planetaria. Demuestra que incluso los planetas pequeños y extremos pueden mantener atmósferas bajo ciertas condiciones, ampliando el abanico de mundos donde los astrónomos podrían estudiar la evolución atmosférica. Aunque TOI-561 b es completamente inhóspito, su estudio ayuda a comprender mejor cómo se forman y evolucionan los planetas rocosos en el universo.

Con más de 37 horas de observaciones continuas, este trabajo marca solo el comienzo. El equipo seguirá analizando los datos del James Webb para cartografiar la temperatura del planeta y precisar la composición de su atmósfera. Cada nuevo resultado acerca a los científicos a una comprensión más completa de estos mundos infernales que, contra todo pronóstico, logran conservar un velo de gas sobre océanos de roca fundida.