Los perros solares y otros efectos celestiales podrían aparecer en cielos extraterrestres
30 de julio de 2025
por Kate Blackwood, Universidad de Cornell
editado por Gaby Clark, revisado por Robert Egan
Un parhelio y un halo de 22 grados aparecen sobre Winnipeg, Canadá. Los parhelios y otros efectos visuales ocurren cuando los cristales helados de la atmósfera terrestre se alinean de cierta manera; los astrónomos de Cornell predicen que pueden aparecer efectos similares cuando la luz estelar interactúa con los cristales de cuarzo en las atmósferas de exoplanetas. Crédito: Creative Commons
Los cristales de hielo en la atmósfera de la Tierra a veces se alinean en la posición perfecta para crear diversos efectos visuales sorprendentes, desde un halo alrededor de la luna hasta puntos brillantes llamados parhelios a ambos lados del sol en un cielo invernal, o un pilar de arcoíris, llamado destello de corona, sobre una nube de tormenta.
Astrónomos de Cornell han descubierto que fenómenos similares pueden ocurrir en el cielo de algunos exoplanetas de la variedad «Júpiter caliente», un tipo común de gigante gaseoso que siempre orbita cerca de su estrella anfitriona. En WASP 17b, un exoplaneta de Júpiter caliente, vientos de 16,000 kilómetros por hora podrían alinear partículas en nubes compuestas de cuarzo y otros aerosoles minerales cristalinos, creando condiciones en las que el polvo polarizante podría interactuar con la luz estelar de la misma manera que los cristales de hielo alineados interactúan con la luz solar en la Tierra.
«Así como la alineación de los cristales de hielo en la atmósfera de la Tierra produce fenómenos observables, podemos observar la alineación de los cristales de silicato en los exoplanetas calientes de Júpiter», dijo Elijah Mullens, MS ’24, estudiante de doctorado en astronomía y coautor del estudio.
«Parhelios de silicato: Investigando los efectos de la direccionalidad del grano en las observaciones de exoplanetas» se publicó en The Astrophysical Journal Letters. En el artículo, Mullens y la coautora Nikole Lewis, profesora asociada de astronomía en la Facultad de Artes y Ciencias, proponen que las condiciones en la atmósfera de este exoplaneta son las adecuadas para que el viento alinee los cristales de silicato (un proceso denominado alineación mecánica), creando efectos visuales.
La idea de la alineación mecánica fue propuesta en 1952 por el profesor de astronomía de Cornell, Tommy Gold, para explicar qué alinea el polvo en el medio interestelar (ISM), según Lewis. Gold propuso que el movimiento del gas alineaba las partículas de polvo, como si el aire soplara sobre ellas. Su teoría de la alineación mecánica ha caído en desuso para las partículas de polvo del ISM; los investigadores ahora afirman que es más probable que los campos magnéticos y los pares radiativos, donde la luz estelar calienta un lado, provoquen la alineación de las partículas.
«Ahora vemos que la propuesta de 1952 no funciona para el medio interestelar, pero probablemente sí para un exoplaneta Júpiter caliente, una atmósfera planetaria muy caliente con vientos de alta velocidad», dijo Lewis, experto en la dinámica atmosférica de estos exoplanetas. «Cuando empezamos a estudiar las atmósferas planetarias, en particular las de estos Júpiter calientes, se me ocurrió que, con vientos de 16,000 kilómetros por hora circulando en estas atmósferas tan densas, seguramente los granos se alinearían».
A Lewis y Mullens se les ocurrió esta idea cuando ambos formaban parte del equipo que utilizó el telescopio espacial James Webb (JWST) para encontrar evidencia de nanocristales de cuarzo en las nubes de gran altitud de WASP-17 b, un exoplaneta caliente de Júpiter a 1,300 años luz de la Tierra, del que se informó en 2023.
Los granos de silicato cristalino que se prevé que se formen en Júpiteres calientes crecen de forma no esférica e interactúan con fuerzas mecánicas (como el viento) que orientarán preferentemente los cristales. Crédito: The Astrophysical Journal Letters (2025). DOI: 10.3847/2041-8213/ade885
«No esperábamos ver cristales de cuarzo en la atmósfera caliente de Júpiter», dijo Lewis. «Predecíamos algo completamente diferente».
Los cristales de cuarzo son diminutos: con 10 nanómetros de diámetro, 10,000 de ellos podrían caber uno junto al otro en un cabello humano. Y tienen una forma alargada, como barcos, explicó Mullens. Con el viento, los cristales se comportan como un grupo de barcos en un río con una corriente fuerte.
«Si colocas un montón de estos cristales en vientos muy fuertes como los que esperamos en los Júpiter calientes, se alinearán con el viento como barcos en una corriente», dijo.
Pero incluso si no se alinean horizontalmente con el viento, como se propone en este artículo, dijo Mullens, los cristales son susceptibles de ser dispuestos de alguna manera (quizás verticalmente, o con campos eléctricos, o incluso aleatoriamente) que crea efectos visuales a partir de las interacciones con la luz de su estrella.
Los investigadores pueden observar estos efectos con el JWST, un telescopio infrarrojo. No pueden fotografiar WASP 17b debido a su gran distancia, dijo Lewis, pero «si pudiéramos fotografiar WASP 17b en longitudes de onda ópticas y resolver el disco del planeta, veríamos este tipo de características de parhelios».
Tanto en la Tierra como en un exoplaneta, los efectos visuales revelan mucho sobre lo que sucede en la atmósfera, dijo Mullens.
«Además de ser atractivos, estos efectos pueden enseñarnos cómo interactúan los cristales en la atmósfera. Es una fuente inagotable de información, al igual que en la Tierra, donde las condiciones atmosféricas deben ser de cierta manera para que se orienten horizontalmente y produzcan un parhelio», dijo. «Si observamos algo similar en un Júpiter caliente, podremos obtener información sobre cómo interactúan los cristales con las fuerzas locales».
Mullens continuará estudiando la direccionalidad de las partículas en WASP 17b muy pronto; es el investigador principal de una propuesta para realizar más observaciones del exoplaneta, aceptada por el JWST para el próximo año.
Más información: Elijah Mullens et al., Parhelios de silicato: Análisis de los efectos de la direccionalidad del grano en observaciones de exoplanetas, The Astrophysical Journal Letters (2025). DOI: 10.3847/2041-8213/ade885
Información de la revista: Astrophysical Journal Letters
Proporcionado por la Universidad de Cornell
https://phys.org/news/2025-07-sun-dogs-celestial-effects-alien.html
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