El telescopio espacial James Webb de la NASA ha observado una neblina inusualmente espesa en el exoplaneta Kepler-51d, que oscurece su composición atmosférica. Este planeta superdenso, que forma parte de un raro sistema de baja densidad alrededor de la estrella Kepler-51, desafía los modelos estándar de formación planetaria. Los hallazgos, dirigidos por investigadores de Penn State, se publicaron el 16 de marzo en la revista Astronomical Journal.
Astrónomos que utilizan el telescopio espacial James Webb (JWST) de la NASA examinaron Kepler-51d, uno de los cuatro planetas que orbitan la estrella Kepler-51, situada a 2.615 años luz en la constelación de Cygnus. Este planeta pertenece a la rara clase de los superplanetas: de tamaño similar a Saturno pero con sólo unas pocas veces la masa de la Tierra, lo que lo convierte en el menos denso y más frío de su sistema. Según Jessica Libby-Roberts, antigua becaria postdoctoral de Penn State y autora principal del estudio, ahora en la Universidad de Tampa, se cree que los tres planetas interiores tienen núcleos diminutos envueltos en atmósferas enormes, cuya densidad se asemeja a la del algodón de azúcar. Según Libby-Roberts, "estos planetas de densidad ultrabaja son raros y desafían la comprensión convencional de cómo se forman los gigantes gaseosos". Y si explicar cómo se formó uno no fuera suficientemente difícil, ¡este sistema tiene tres!". Kepler-51d orbita a una distancia similar a la que separa a Venus del Sol y carece de un núcleo denso, a diferencia de los gigantes gaseosos típicos que se forman más lejos. La actividad de la estrella plantea interrogantes sobre cómo el planeta conserva su atmósfera frente a los vientos estelares, añadió Libby-Roberts. Las observaciones del espectrógrafo de infrarrojo cercano del JWST se extendieron hasta 5 micras, pero no detectaron ninguna señal atmosférica clara. En su lugar, una gruesa capa de neblina, comparable en escala al radio de la Tierra y posiblemente la mayor detectada en un planeta, bloquea la luz. Suvrath Mahadevan, profesor de la Universidad Estatal de Pensilvania y coautor del estudio, lo comparó con la neblina de Titán, la luna de Saturno, y afirmó: "Kepler-51d parece tener una enorme cantidad de neblina, casi del radio de la Tierra, que sería una de las mayores que hemos visto en un planeta hasta ahora". La espectroscopia de tránsito, en la que la luz de las estrellas se filtra a través de la atmósfera, suele revelar la composición, pero la bruma lo impide. Se consideraron los anillos, pero se consideraron improbables debido a una tendencia lineal en la luz bloqueada en longitudes de onda más largas. Futuras observaciones de Kepler-51b por el JWST podrían aclarar si las atmósferas brumosas son comunes entre las supercúmulos. Libby-Roberts reflexionó: "Aún no hemos encontrado un sistema solar como el nuestro, y poder explicar cómo se formaron todos estos planetas diferentes nos ayuda a comprender... nuestro lugar en el universo". En la investigación participaron colaboradores de múltiples instituciones, con el apoyo de la NASA y Penn State.