Què és el mirall gegant que han trobat al cosmos i per què no hauria d’existir

L’Agència Espacial Europea (ESA) ha aconseguit localitzar l’astre més brillant conegut fins a la data que no emet llum pròpia. Es tracta de l’exoplaneta ultracalent LTT9779b, situat a uns 260 anys llum de nosaltres i que orbita la seva estrella amfitriona en tan sols 19 hores.

Amb una mida similar al del planeta Neptú, aquest món abrasador (on s’arriben a temperatures de fins a 2.000 ⁰C a la seva cara diürna) està cobert per núvols metàl·lics de titani altament reflectors. Com a conseqüència, LTT9779b reflecteix fins al 80% de la llum que rep de la seva estrella mare, cosa que el converteix en l’exoplaneta més brillant mai trobat. És, literalment, un mirall gegant enmig del cosmos.

Aquest és el resultat de les investigacions portades a terme pel Satèl·lit per a la Caracterització d’Exoplanetes (CHEOPS) de l’ESA. Amb tal sols unes dimensions d’1,5x1,4 x1,5 metres i un pes d’uns 300 kg amb combustible, CHEOPS és capaç de mesurar la mida dels exoplanetes a partir de les ínfimes variacions de lluminositat de les seves estrelles amfitriones.

En efecte, a causa que el LTT9779b reflecteix la llum de la seva estrella mare directament cap a nosaltres, els sensors del satèl·lit haurien d’apreciar una disminució en la quantitat de llum reflectida quan l’exoplaneta passava darrere de la seva estrella. Això va ser precisament el que van trobar els instruments del satèl·lit CHEOPS, els quals van donar una reflectància del 80% per al nostre particular «planeta mirall». I no és un terme allunyat de la realitat, ja que l’exoplaneta LTT9779b constitueix el millor mirall (i el de més mida) trobat en l’Univers fins ara.

Sobre els miralls metàl·lics en Òptica

Però ¿què entenem realment per un mirall i quin és el seu funcionament? La definició és relativament simple: un mirall és un component òptic capaç de reflectir la llum que arriba sobre ell.

En particular, només es consideren com a tals aquells dispositius en els quals la reflexió és de tipus especular i satisfan la llei de la reflexió (on l’angle d’incidència de la llum és igual a l’angle reflectit).

D’entre totes les característiques d’un bon mirall, en podem destacar dos de fonamentals:

L’amplada de banda de reflexió, que correspon al rang de longituds d’ona de llum en el qual la reflectància és elevada. Així, per exemple, mentre uns miralls estan dissenyats per reflectir en el rang del visible, d’altres posseeixen una amplada de banda en l’infraroig (com el mirall primari del telescopi espacial James Webb).

1. mirall primari del telescopi espacial James Webb

D’altra banda, els miralls comuns que utilitzem a les llars consisteixen bàsicament en una placa de vidre amb un revestiment platejat a la part posterior. Són els denominats miralls de segona superfície, que presenten reflexions menors a la capa de vidre (reflexió primària), augmentant de forma considerable a la capa metàl·lica (reflexió secundària). Com a contrapartida, la seva reflectivitat està per sota del 100%, ja que hi ha pèrdues d’absorció per a llum visible a la capa metàl·lica.

Per a altres aplicacions s’utilitzen miralls de primera superfície, on la llum incideix directament sobre el revestiment metàl·lic (o un recobriment de millora) i no arriba al suport del mirall.

Precisament, el titani present als núvols de LTT9779b actuaria com un mirall gegant de primera superfície (tot i que sense substrat), reflectint el 80% de la llum que rep de la seva estrella mare.

Més brillant que Venus

Al cel nocturn podem identificar la Lluna i al planeta Venus com els objectes més brillants (descomptant el nostre Sol, la llum del qual és reflectida pels anteriors).

En el cas del nostre satèl·lit, la bonica Selene reflecteix només un 8% de l’energia total que rep del Sol (és a dir, posseeix un albedo de 0.08 sobre una escala des de 0 fins a 1). No obstant, disfrutem de la seva esplendor nocturna a causa de la seva proximitat al nostre planeta.

D’altra banda, el planeta Venus era (fins ara) l’astre més brillant que no emetia llum pròpia, reflectint fins a un 75 % la llum que rebia. El fet que Venus se la conegui com l’estel ens dona una idea de la magnitud de la seva brillantor, deguda fonamentalment a la seva densa capa de núvols compostos bàsicament per CO2.

D’altra banda, la Terra (vista des de l’espai) compta amb un albedo de 0,37, mentre que el gegant gasós Júpiter reflecteix fins a un 52% la llum solar.

En conseqüència, l’exoplaneta LTT9779b (amb un albedo de 0.80) és encara més brillant que Venus tot i que, a causa de la seva llunyania, no podem observar-lo a simple vista.

Un exoplaneta que no hauria d’existir

Fins ara, tots els exoplanetes descoberts que orbiten la seva estrella amfitriona menys d’un dia són els denominats «Júpiter calents» (és a dir, gegants gasosos amb un radi 10 vegades més gran al terrestre) o planetes rocosos de menor mida que el nostre planeta.

Segons la investigadora i coautora de l’estudi Vivien Parmentier, de l’Observatori de la Costa Blava de França, «es tracta d’un exoplaneta que no hauria d’existir», ja que s’esperaria que la seva atmosfera hauria sigut arrossegada per la seva estrella mare, deixant enrere el nucli de l’exoplaneta.

A més, a causa de la seva proximitat a la seva estrella, la temperatura de LTT9779b a la seva cara diürna arriba als 2.000 ⁰C, un valor massa alt perquè es formin núvols en la seva atmosfera. No obstant, aquest peculiar exoplaneta té una atmosfera composta per núvols metàl·lics.

¿Com es van formar aquests núvols tan característics al nostre planeta mirall?

Notícies relacionades

"No hem d’enviar missatges a l’espai"

Pluja d’estrelles abril 2023: ¿quan i com veure els Lírids?

En paraules d’aquest grup d’investigadors, «cal pensar de la mateixa manera que la condensació que es forma en un lavabo després d’una dutxa calenta». En el cas de LTT9779b, els núvols metàl·lics es van originar per una sobresaturació de l’atmosfera de l’exoplaneta, quan l’excés de silicats i titani van superar la seva capacitat de retenció i van forçar l’aparició d’aquests núvols.

En futures observacions, s’espera la col·laboració dels telescopis espacials Hubble i James Webb per recollir més informació sobre la composició i estructura d’aquest exoplaneta, el millor mirall (i de més mida) trobat fins a la data en el cosmos.