El telescopi James Webb revela per primera vegada els components de l'atmosfera d'un exoplaneta

El telescopi espacial James Webb, en vol des del dia de Nadal del 2021, ja fa ciència de primeríssim nivell. La seva tramesa d’imatges aporta tanta informació i de tanta qualitat que hi ha astrònoms, astrofísics i fins i tot astrobiòlegs que s’hi refereixen com un abans i un després. Sigui real o exagerada aquesta apreciació, el que és cert és que mai fins ara no s’havia pogut veure amb una resolució tan alta un exoplaneta, un planeta fora del nostre sistema solar. El telescopi espacial s’ha centrat en el planeta WASP-39 b, situat a uns 700 anys llum de la Terra. Les imatges donen informació d’àtoms, molècules i fins i tot senyals d’activitat química i núvols. La revista Science publica aquesta setmana una àmplia col·lecció d’articles sobre totes aquestes qüestions.

El giny, dotat de la tecnologia més sofisticada emprada fins ara, ha estat possible gràcies a la col·laboració de la NASA, l’ESA i l’Agència Canadenca de l’Espai. La principal fita assolida, segons una nota de premsa difosa per la NASA, ha estat definir el perfil molecular i químic d’un planeta distant per primera vegada. WASP-39 b ha estat definit pels integrants de la missió com un “Saturn calent”, un planeta “gairebé tan massiu” com Saturn però amb una òrbita més petita que la de Mercuri al voltant d’una estrella similar al nostre Sol, tot just un 10% més petita. El seu dia és equivalent a només quatre dies terrestres, el mateix temps que dura el seu any. Pel que sembla, és un planeta gasós i la proximitat a l’estrella fa que la temperatura a la seva superfície arribi amb facilitat als 1.000 graus centígrads.

Una troballa "espectacular"

Ignasi Ribas, director de l’Institut d’Estudis Espacials de Catalunya (IEEC) i expert reconegut internacionalment en l’estudi d’exoplanetes, defineix la missió del telescopi James Webb i les dades que ha reportat com “espectaculars”. El telescopi, diu, utilitza la tècnica anomenada “espectrometria de transmissió”, que permet detectar quanta llum travessa l’atmosfera quan el planeta passa per davant de l’estrella i, en funció de la mesura, identificar els compostos químics que han interactuat amb aquesta llum. “Donada l'alta resolució dels instruments es pot afinar molt en la interpretació de les dades”, explica. S’hi ha trobat vapor d’aigua, diòxid de carboni i diòxid de sofre, tots molt abundants. “Les sorpreses han estat trobar diòxid de sofre amb tanta abundància i l’absència de metà”, afegeix. La causa, molt probablement, és la intensa radiació rebuda de la seva estrella, que provoca processos fotoquímics intensos.

Tot i que les dades publicades fins ara són “preliminars”, Ribas creu que la ciència que es podrà desenvolupar és, de nou, “espectacular”. “Les incerteses en les mesures són de l’ordre de 10 vegades inferiors a qualsevol altre telescopi”.

Les observacions de moment permeten assegurar la presència de vapor d’aigua i diòxid de carboni, cosa que fa pensar que part de la recerca futura s’orientarà a l’elaboració de models informàtics més sofisticats que incloguin paràmetres com la fotoquímica i la influència de la radiació de l’estrella, la circulació de calor o una estructura de l’atmosfera més realista i detallada. I per a pròximes etapes, enfocar el telescopi cap a planetes més freds, rocosos i petits que no pas el WASP-39 b. “Ja hi ha candidats”, reflexiona Ribas: d’entre els prop de 5.000 exoplanetes coneguts, aquelles “poques desenes” que recordin mínimament les condicions de la Terra.