A pesar del hecho de que en nuestro sistema solar no hay planetas gaseosos con una delgada atmósfera de helio, las observaciones del telescopio espacial Spitzer muestran que, en una escala galáctica, tales fenómenos no son tan raros.
Según un científico del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena y el autor del artículo correspondiente en el Diario Astronómico Renu Hu: "No hay planetas de este tipo alrededor de nuestro Sol, pero nos parece que tales cuerpos espaciales son comunes entre otros sistemas solares".
Durante la búsqueda de exoplanetas de una clase especial, también conocida como "Warm Neptunes", el equipo de Renu Hu llegó a la conclusión de que la atmósfera de estos mundos bajo la influencia de la radiación estelar podía perder completamente el hidrógeno, dejando un helio más pesado sobre la superficie.
El tamaño de dichos Neptunes cálidos no excede las dimensiones del "gigante de hielo" del mismo nombre. Pero a diferencia de estos exoplanetas, la atmósfera de la estrella azul se compone principalmente de hidrógeno. Neptuno y Urano a menudo se denominan planetas de hielo debido a la gran cantidad de sustancias heladas, como el agua, el metano y el amoníaco, que forman parte de ellas. Debido a su proximidad a las estrellas al rojo vivo, la composición del cálido Neptuno es radicalmente diferente de la composición de los planetas más cercanos a nosotros. En primer lugar, esto se expresa por la ausencia de hidrógeno en la atmósfera.
"El hidrógeno es cuatro veces más liviano que el helio, y bajo la influencia de un fuerte viento solar, puede desaparecer lentamente de la atmósfera del planeta", dice Hu. "Como resultado de este proceso, que lleva más de 10 mil millones de años, la concentración en la atmósfera de helio aumenta significativamente".
Este descubrimiento fue el resultado de observar el objeto GJ 436b - Neptuno cálido a 33 años luz de la Tierra - con la ayuda del telescopio Spitzer. Mientras estudiaba la radiación del planeta, se descubrió que prácticamente no hay metano en su atmósfera.
Nuestro Neptuno contiene una gran cantidad de metano, que absorbe la luz del espectro rojo. Esto le da al planeta un tono azul brillante reconocible. En el GJ 436b, a su vez, no hay metano, aunque el carbono está en exceso. Dado que el metano (CH4) está formado por carbono e hidrógeno, su ausencia puede explicarse por la falta de uno de los elementos, en este caso el hidrógeno.
En lugar de entrar en contacto con el hidrógeno, el carbono reacciona con el oxígeno. Como resultado, la atmósfera del exoplaneta está enriquecida con óxidos de carbonato, CO y CO2. Este hecho indica la presencia en la composición de la capa de gas de tales planetas de una gran cantidad de helio, el segundo elemento más abundante en el Universo. En apoyo de esta teoría, el telescopio Spitzer detectó trazas de los compuestos químicos correspondientes en el espectro de emisión de GJ 436b. Los cálidos Neptunes deben verse diferentes del gigante de hielo de nuestro sistema. Son más pálidos y grises, no tienen una gota de esa belleza azul que es característica de Neptuno.
Hasta ahora, los investigadores no han podido detectar evidencia directa de la presencia de helio en la atmósfera de los exoplanetas. Los científicos tienen grandes esperanzas en el nuevo telescopio de la NASA "James Webb". Esperan usarlo para buscar otros Neptunes cálidos para explorar estos cuerpos extraños con más detalle.
"Cualquier planeta que puedas imaginar puede existir en algún lugar de las vastas extensiones del Universo", dice Sara Seager, coautora del artículo. "Los planetas son tan diferentes en tamaño y masa que se puede detectar prácticamente cualquier configuración que cumpla con las leyes de la física y la química".
