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Se detectan por primera vez isótopos de carbono en la atmósfera de un superjúpiter joven

Según un grupo de científicos respaldados por la Unión Europea, la atmósfera del exoplaneta TYC 8998-760-1 b, un gigante gaseoso, es rica en carbono-13.

Espacio

Un exoplaneta que orbita alrededor de una estrella joven a tan solo trescientos años luz ha aportado información valiosa a los investigadores sobre la atmósfera de los planetas más allá de nuestro Sistema Solar y el proceso de formación planetaria. El exoplaneta en cuestión se llama TYC 8998-760-1 b y es uno de los dos planetas que giran en torno a TYC 8998-760-1, una estrella relativamente joven de 16,7 millones de años y parecida al Sol, situada en la constelación de la Mosca. Astrofísicos respaldados por los proyectos EXOPLANETBIO, FALCONER y Origins, financiados con fondos europeos, acaban de detectar concentraciones elevadas del isótopo carbono-13 en la atmósfera del gigante gaseoso TYC 8998-760-1 b, cuya masa es catorce veces mayor que la masa de Júpiter. Estos hallazgos sugieren que este superjúpiter se formó lejos de su estrella madre, y mucho más allá de la línea de congelación del monóxido de carbono: el punto en el que hace suficientemente frío como para que el monóxido de carbono se condense en hielo y nieve.

El espectro de absorción desvela sus secretos

El equipo de investigación usó el espectrógrafo de campo integral para el infrarrojo cercano (SINFONI, por sus siglas en inglés), un instrumento instalado en el Very Large Telescope (VLT) del Observatorio Europeo Austral para observar el TYC 8998-760-1 b. Con la ayuda de SINFONI, los científicos estudiaron el espectro de absorción, que consiste en las líneas oscuras de un espectro que aparecen cuando elementos específicos absorben determinadas longitudes de onda de la luz. Descubrieron que las longitudes de onda absorbidas por el gigante gaseoso corresponden al isótopo carbono-13. «Se trata de algo bastante especial, el hecho de poder determinar estas concentraciones en la atmósfera de un exoplaneta a tal distancia», destacó Yapeng Zhang, doctoranda en la Universidad de Leiden (los Países Bajos), entidad anfitriona de los proyectos EXOPLANETBIO y FALCONER, en un artículo publicado en «Sci-News». «Esperábamos identificar como carbono-13 alrededor de uno de cada setenta átomos de carbono. Sin embargo, en el caso de este planeta, esta cifra parece ser el doble. La idea es que la concentración elevada de carbono-13 está relacionada, de algún modo, con la formación de este exoplaneta», señaló Zhang, que también es la autora principal del estudio publicado en la revista «Nature». Cada elemento químico tiene uno o más isótopos. Los isótopos son diferentes formas del mismo elemento con el mismo número de protones, pero un número variable de neutrones. Por ejemplo, el isótopo carbono-12 tiene seis protones y seis neutrones, mientras que el carbono-13 tiene seis protones y siete neutrones. «Esto no cambia mucho las propiedades químicas del carbono, pero los isótopos se forman de modos diferentes y suelen reaccionar de manera algo distinta a las condiciones imperantes», afirmó Zhang en el artículo de «Sci-News». Se espera que la elevada cantidad de carbono-13 detectada en la atmósfera del TYC 8998-760-1 arroje algo de luz sobre las condiciones en que se formó este exoplaneta. «El planeta se encuentra más de ciento cincuenta veces más lejos de su estrella madre que nuestra Tierra del Sol», comentó el doctor Paul Mollière, coautor del estudio del Instituto Max Planck de Astronomía (Alemania). «A tal distancia, es probable que el hielo se haya formado con más carbono-13, lo que daría lugar a esta mayor proporción del isótopo en la atmósfera actual del planeta». La detección de isótopos como el que se describe en el estudio que recibió el apoyo de los proyectos EXOPLANETBIO (Exoplanet atmospheres as indicators of life: From hot gas giants to Earth-like planets), FALCONER (Forging Advanced Liquid-Crystal Coronagraphs Optimized for Novel Exoplanet Research) y Origins (From Planet-Forming Disks to Giant Planets) podría constituir una nueva manera de estudiar la formación de exoplanetas en el futuro. Según el profesor Ignas Snellen, coautor del estudio de la Universidad de Leiden: «Esto solo es el comienzo». Para más información, consulte: Proyecto EXOPLANETBIO Proyecto FALCONER Proyecto Origins

Palabras clave

EXOPLANETBIO, FALCONER, Origins, carbono, carbono-13, planeta, exoplaneta, atmósfera, isótopo, TYC 8998-760-1 b

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