A algunos científicos se les queda pequeño nuestro planeta y por eso dedican su vida a estudiar otros mundos mucho más grandes que la Tierra y aquellos que son tan masivos que casi llegan a ser una estrella: los planetas gigantes y las enanas marrones. Mark S. Marley, científico en el Ames Research Center de la NASA en el área de Ciencias Espaciales, investiga las atmósferas de estos objetos desarrollando modelos por ordenador y participa en la planificación de las misiones espaciales, como WFIRST y LUVOIR de la NASA, que tienen como objetivo su caracterización. A este tema dedicará sus charlas en la XXIX Canary Islands Winter School of Astrophysics, organizada por el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) en colaboración con la Universidad de La Laguna (ULL), y que tiene lugar estos días en la sede de la UNED de esta ciudad.
“Estudiar exoplanetas gigantes es más complicado que las enanas marrones, por lo que debemos desarrollar enfoques e instrumentos especiales para investigarlos”
1. ¿Qué diferencia a las enanas marrones y a los planetas gigantes? ¿Cuál es el objetivo de estudiar estos objetos relacionados con el transporte radiativo?
Hay muchas similitudes entre las enanas marrones y los planetas gigantes, y cada uno de ellos nos ayuda a entender al otro. Las enanas marrones son objetos que no tienen la suficiente masa como para iniciar la fusión de hidrógeno en helio como lo hacen las estrellas. Después de formarse, irradian su energía y se van enfriando con el tiempo. Solemos pensar en las enanas marrones como objetos aislados en el espacio, como una estrella, o como compañeros lejanos de uno de estos objetos. Por otro lado, los planetas gigantes se forman alrededor de una estrella en un sistema planetario que puede incluir otros planetas, polvo y restos sueltos de materiales. Al igual que una enana marrón, se componen principalmente de hidrógeno y helio, pero pueden tener atmósferas más complejas modeladas por la luz incidente de su estrella y por el material depositado durante el proceso de formación planetaria. Los planetas gigantes pueden ser aproximadamente tan grandes como Júpiter e incluso unas diez veces más. Las enanas marrones, sin embargo, alcanzan unas 80 veces la masa de Júpiter.
2. ¿Cómo podemos caracterizar la atmósfera de un exoplaneta?
La mejor forma de estudiar las atmósferas de estos objetos es obteniendo espectros con un telescopio. Las enanas marrones son más fáciles de estudiar porque están aisladas y hemos conseguido muchos datos con telescopios, como los del Observatorio del Teide (Izaña, Tenerife), y otros alrededor del mundo y desde el espacio. Los planetas gigantes extrasolares son más complicados ya que son débiles y muy cercanos a las estrellas brillantes que orbitan. Por lo tanto, se deben desarrollar enfoques e instrumentos especiales para estudiar estos objetos.
3. Actualmente participa en las misiones WFIRST y LUVOIR de la NASA, que detectarán y caracterizarán planetas extrasolares. ¿Cómo contribuirán estos satélites a nuestro conocimiento en este campo?
WFIRST y LUVOIR obtendrán imágenes y espectros de la luz reflejada por los planetas gigantes extrasolares, lo que nos ayudará a entender las atmósferas de estos mundos y cómo se formaron. El objetivo principal de LUVOIR será buscar planetas similares a la Tierra que puedan mostrar señales de vida, aunque los planetas gigantes también nos ayudan a comprender cada sistema planetario y cómo se pudo haber formado.
4. ¿Qué temas específicos vas a tratar en la Escuela?
Explicaré las características especiales que hacen que las atmósferas planetarias sean un desafío un objeto de estudio interesante, además de explicar cómo hacemos modelos de las mismas por ordenador. Daré ejemplos que relacionen la teoría con los tipos de datos que tenemos de estos planetas en la actualidad y en el futuro. Por ejemplo, un gran reto son las nubes que tienen tanto las enanas marrones como los planetas extrasolares; algunas de sus capas están compuestas de hierro y granos de roca, lo que los hace aún más exóticos.
