Mañanas con nubes de hierro y tardes despejadas: así es el clima extremo de WASP-94A que el James Webb ha revelado

Un equipo de astrónomos ha logrado medir por primera vez la diferencia climática entre los dos horizontes de un exoplaneta, el llamado terminador matutino y el vespertino. El trabajo, publicado en Science y liderado por Sagnick Mukherjee, de la Universidad Johns Hopkins, ha demostrado que WASP-94A b tiene amaneceres opacos, tapizados de nubes minerales, y atardeceres despejados donde el vapor de agua resulta perfectamente visible. La diferencia entre ambos lados no es estética. Es de 450 kelvin.

Este mundo gigante está bloqueado por marea respecto a su estrella. Una de sus caras soporta un día permanente y abrasador; la opuesta vive en noche cerrada. Es exactamente lo que le ocurre a nuestra Luna, pero en un entorno donde las temperaturas del lado soleado pueden fundir roca y vaporizar metales. En la delgada franja que separa ambos hemisferios, el terminador, se desencadenan vientos ecuatoriales de escala planetaria que arrastran consigo todo lo que el lado oscuro ha tenido tiempo de fabricar.

Un amanecer de piedra y metal

En la Tierra, el ciclo del agua gobierna el clima. En WASP-94A b, los protagonistas son el silicato de magnesio, el hierro y el sulfuro de manganeso. Ojo, que no estamos hablando de trazas: el modelo de circulación general en tres dimensiones que incluye el estudio indica que estos minerales se condensan en el lado nocturno formando nubes de partículas de entre 0,1 y un micrómetro, arrastradas después hacia la línea del amanecer por los vientos ecuatoriales.

Las tormentas de WASP-94A b no llevan vapor de agua, sino cristales de silicato y gotas de hierro fundido que se forman en la oscuridad del lado nocturno y viajan hacia la luz.

Cuando el instrumento NIRISS del James Webb analizó la luz que atravesaba el horizonte matutino, el espectro resultó casi completamente opaco. Las nubes minerales bloquean las señales gaseosas. No hay ventana posible para ver qué hay debajo. La firma espectral, donde en condiciones normales aparecerían el vapor de agua y otros compuestos, simplemente desaparece bajo capas de condensación rocosa.

Lo que pasa en el atardecer

La cuestión es que esas mismas nubes, al cruzar hacia el hemisferio diurno, no sobreviven. El salto térmico de 450 grados Kelvin entre el lado nocturno y el diurno es suficiente para evaporar los minerales condensados antes de que lleguen al terminador vespertino. Lo que queda al otro lado es un cielo limpio donde el vapor de agua absorbe la luz de la estrella con total claridad.

Tratar la atmósfera de un exoplaneta como si fuera uniforme, asumiendo que el amanecer y el atardecer son idénticos, distorsiona por completo las estimaciones de su química real.

Mukherjee y su equipo advierten de que esta asimetría invalida una simplificación habitual en la caracterización de exoplanetas: asumir que la atmósfera es esférica y homogénea. Si el lado oscuro tiene nubes densas que enmascaran las señales gaseosas y el lado luminoso las deja pasar, mezclar ambos espectros en una única medida global produce estimaciones sesgadas de la composición química y la metalicidad del planeta. Y eso, señalan los autores, obliga a reconsiderar mediciones anteriores hechas con esa premisa.

Qué nos falta por saber.

Conviene ser precisos en un punto. El trabajo no ha resuelto la composición exacta de las nubes en proporciones porcentuales, ni ha establecido con certeza si la pérdida de helio detectada en WASP-94A b, que también arrastra metales pesados hacia el espacio, guarda relación directa con este ciclo de condensación y evaporación. Son dos fenómenos observados en el mismo planeta, pero la conexión entre ambos queda abierta para investigaciones futuras.

Los autores tampoco han podido medir directamente la velocidad de los vientos ecuatoriales que transportan las nubes. Ese dato, que el modelo de circulación general solo estima, será una de las próximas dianas del James Webb y de los instrumentos del futuro telescopio ELT (Extremely Large Telescope), que tendrá apertura suficiente para intentar resolverlo desde tierra.

El siguiente paso

Al final, lo más valioso de este hallazgo no es solo el planeta en cuestión. Es el método. NIRISS ha demostrado que es posible separar el espectro del amanecer del espectro del atardecer y obtener de cada uno información independiente, algo que abre una línea de trabajo que se puede replicar en decenas de Júpiteres calientes del catálogo de exoplanetas conocidos. Cada uno con su propio ciclo de condensación, sus propias nubes y, probablemente, sus propias asimetrías que los modelos anteriores habían suavizado hasta hacerlas desaparecer.