Astrónomos detectan metano en la atmósfera de un exoplaneta gigante y templado similar a Saturno
El telescopio espacial James Webb ha encontrado metano en la atmósfera de TOI-199 b, un raro gigante gaseoso templado situado a más de 330 años luz de la Tierra. El descubrimiento inaugura una nueva era en el estudio de exoplanetas parecidos a los grandes mundos del Sistema Solar.
Por Enrique Coperías, periodista científico
TOI-199 b, recreado en esta ilustración artística, es un gigante gaseoso del tamaño de Saturno cuya atmósfera rica en metano ha sido analizada por primera vez gracias al telescopio espacial James Webb de la NASA. El planeta, situado a más de 330 años luz de la Tierra, pertenece a una rara categoría de exoplanetas gigantes templados. Cortesía: NASA/JPL-Caltech
James Webb, el telescopio espacial más potente jamás construido, acaba de abrir una ventana inédita a un tipo de mundo que hasta ahora permanecía prácticamente fuera del alcance de la ciencia.
Y no es una exageración. Un equipo internacional de astrónomos ha detectado metano en la atmósfera de TOI-199 b, un planeta gigante gaseoso del tamaño de Saturno y con temperaturas relativamente templadas, similares a las que experimenta la Tierra en su equilibrio energético global.
El hallazgo constituye la primera caracterización atmosférica detallada de un gigante gaseoso frío situado fuera del Sistema Solar y marca el inicio de una nueva era en el estudio de exoplanetas más parecidos a los mundos gigantes de nuestro vecindario cósmico, como Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno.
Por qué TOI-199 b es difícil de estudiar
Desde hace dos décadas, la mayoría de los estudios atmosféricos de exoplanetas, esto es, mundos de otros sistemas solares, se habían concentrado en los llamados Júpiteres calientes: mundos enormes que orbitan muy cerca de sus estrellas y que alcanzan temperaturas abrasadoras. Estamos ante planetas relativamente fáciles de observar, porque completan órbitas en pocos días y sus atmósferas, infladas por el calor, producen señales muy visibles cuando pasan delante de su estrella.
Pero TOI-199 b pertenece a otra categoría mucho más difícil de abordar.
🗣️ «Una de las principales ventajas de estudiar planetas más allá de nuestro sistema solar, conocidos como exoplanetas, es la posibilidad de analizar muchos tipos distintos de mundos —especialmente algunos que no vemos en el Sistema Solar— para comprender cómo se forman y evolucionan los sistemas planetarios —explica Renyu Hu, profesor de Astronomía y Astrofísica en la Universidad Estatal de Pensilvania y líder del equipo investigador. Y añade: Desde que se descubrió el primer exoplaneta en 1992 por un equipo que incluía a Aleksander Wolszczan, de la Penn State, los astrónomos han encontrado miles de exoplanetas. Pero solo se conocen unos pocos gigantes templados y esta es la primera vez que hemos podido estudiar con detalle la atmósfera de uno de ellos».
Cómo detectó el James Webb el metano
TOI-199 b orbita a una estrella similar al Sol situada a unos centenares de años luz de nosotros, y tarda 105 días en completar una vuelta. Su temperatura de equilibrio ronda los 350 kelvin —unos 77 ºC—, muy inferior a la de los gigantes abrasados habituales en este tipo de investigaciones.
Para los astrónomos, eso lo convierte en un laboratorio excepcional: un planeta situado en una región intermedia entre los gigantes helados, como Júpiter y Saturno, y los exoplanetas extremadamente calientes descubiertos en las últimas décadas.
🗣️ «Los gigantes templados representan una frontera prácticamente inexplorada», explica Aaron Bello-Arufe, investigador posdoctoral del Jet Propulsion Laboratory y primer autor del estudio.
La clave del descubrimiento reside en la técnica utilizada. Durante el tránsito del planeta frente a su estrella, el James Webb analizó la diminuta fracción de luz estelar que atravesó la atmósfera del exoplaneta antes de llegar al telescopio. Cada molécula absorbe determinadas longitudes de onda y deja una firma característica. Es, en esencia, una especie de huella química.
«Cuando un planeta pasa por delante de su estrella, parte de la luz estelar atraviesa su atmósfera, donde interactúa con los elementos y moléculas presentes en ella —señala Bello-Aruf—. Cada elemento absorbe determinadas longitudes de onda, creando una especie de huella dactilar en el espectro de luz que detecta el James Webb y que refleja la composición de la atmósfera».
Y la huella del metano apareció con claridad.
Qué interés tiene el metano en este tipo de exomundos
La detección tiene especial relevancia, porque el metano desempeña un papel crucial en las atmósferas frías. En planetas extremadamente calientes, el carbono suele encontrarse en forma de monóxido o dióxido de carbono. Pero cuando las temperaturas descienden por debajo de unos 400 kelvin, el metano pasa a convertirse en la molécula dominante.
Precisamente eso es lo que los modelos teóricos predecían para un mundo como TOI-199 b, y ahora el James Webb lo ha confirmado por primera vez.
“«Cuando comparamos los espectros obtenidos durante el tránsito con las mediciones de referencia, vimos que la atmósfera bloqueaba las longitudes de onda de la luz estelar absorbidas por el metano —explica Bello-Arufe. Y añade—: Los modelos sobre la composición de exoplanetas gigantes gaseosos templados predecían que debían contener metano, así que es importante confirmar que nuestras teorías son correctas».
Los investigadores calcularon que la señal observada proporciona una evidencia estadística extraordinariamente robusta de la presencia de metano. Además, estiman que la atmósfera podría contener una metalicidad —la abundancia de elementos pesados respecto al hidrógeno— varias veces superior a la solar, aunque no tan extrema como en otros gigantes gaseosos estudiados anteriormente.
Curvas de luz espectroscópicas obtenidas por el telescopio espacial James Webb antes y después de aplicar las correcciones de ruido instrumental. La imagen inferior muestra cómo los investigadores lograron aislar con mayor claridad la señal atmosférica del exoplaneta TOI-199 b mediante técnicas avanzadas de procesamiento de datos. Cortesía: Bello-Arufe et al./JWST/NASA
Qué revela este exoplaneta sobre la formación de planetas
Un laboratorio para estudiar atmósferas similares a las de Júpiter y Saturno
Sin embargo, el hallazgo va más allá de una simple detección química. TOI-199 b podría ayudar a responder algunas de los grandes interrogantes sobre cómo se forman y evolucionan los planetas gigantes.
En el Sistema Solar, Júpiter y Saturno conservan información fósil sobre los primeros tiempos de la formación planetaria. Sus atmósferas contienen pistas sobre las regiones del disco protoplanetario donde nacieron y sobre cómo migraron posteriormente. Los astrónomos esperan utilizar exoplanetas como TOI-199 b para extender esas investigaciones a otros sistemas estelares y comprobar si la historia del Sistema Solar es excepcional o común en la galaxia.
El ácido cianhídrico y la química de la vida
La presencia simultánea de moléculas como el metano, el amoníaco y el ácido cianhídrico puede revelar procesos químicos complejos vinculados a la dinámica atmosférica y a la mezcla vertical de gases.
Precisamente una de las sorpresas del estudio es la posible detección de amoníaco o, alternativamente, de ácido cianhídrico en torno a las 3 micras del espectro observado. Los datos actuales no permiten distinguir todavía con seguridad entre ambas opciones, pero futuras observaciones podrían resolver el misterio.
Ese detalle interesa especialmente porque el ácido cianhídrico quizá desempeñó un papel importante en la química prebiótica de la Tierra primitiva. Los autores recuerdan que estos gigantes templados ocupan un régimen intermedio entre Titán —la luna de Saturno rica en química orgánica— y los Júpiteres calientes, por lo que podrían ofrecer nuevas claves sobre cómo se generan determinadas moléculas complejas en atmósferas planetarias.
Datos clave del exoplaneta TOI-199 b
| Característica | Datos |
|---|---|
| Nombre | TOI-199 b |
| Tipo de planeta | Gigante gaseoso templado |
| Tamaño | Similar a Saturno |
| Masa | Aproximadamente 0,17 veces la de Júpiter |
| Distancia a la Tierra | Más de 330 años luz |
| Temperatura estimada | ~77 °C |
| Duración del año | 105 días terrestres |
| Estrella anfitriona | Similar al Sol |
| Molécula detectada | Metano (CH₄) |
| Telescopio utilizado | James Webb Space Telescope (JWST) |
| Método de estudio | Espectroscopía de transmisión |
| Otros gases detectados | Posibles indicios de amoníaco y CO₂ |
| Importancia científica | Primera atmósfera analizada de un gigante gaseoso templado |
El James Webb superó un problema técnico inesperado
El estudio también pone sobre la mesa las enormes dificultades técnicas que implica explorar este tipo de mundos. De hecho, la observación estuvo cerca del fracaso: un fallo de apuntado hizo que el James Webb no quedara perfectamente alineado con el objetivo y solo pudiera recoger una fracción de la señal luminosa procedente del planeta.
La calidad de los datos obtenidos fue, por ello, entre cuatro y cinco veces inferior a la prevista inicialmente.
A pesar de esas limitaciones, el equipo consiguió extraer información muy valiosa gracias a sofisticadas técnicas de reducción de datos y a dos análisis completamente independientes, diseñados para comprobar que la señal observada no era un artefacto instrumental. Ambos métodos llegaron esencialmente a la misma conclusión: el metano está realmente presente en la atmósfera de TOI-199 b.
«Que hayan podido detectar estas características pese al fallo de adquisición demuestra la extraordinaria sensibilidad del James Webb», señalan los autores.
Recreación artística de la atmósfera de TOI-199 b vista desde corta distancia. El exoplaneta, un gigante gaseoso templado similar a Saturno, presenta enormes tormentas y bandas nubosas donde los astrónomos han detectado metano gracias al James Webb. Crédito: IA-DALL-E-RexMolón Producciones
Un segundo gigante gaseoso invisible
El telescopio espacial, lanzado en diciembre de 2021, continúa superando expectativas y ampliando rápidamente las fronteras de la astronomía exoplanetaria. Hasta ahora, esta maravilla tecnológica había revolucionado principalmente el estudio de atmósferas extremadamente calientes, detectando dióxido de azufre, nubes de cuarzo o vapor de agua en mundos gigantes gaseosos abrasados.
Sin embargo, TOI-199 b representa un cambio de paradigma: la entrada en escena de atmósferas más frías, tal vez más comparables a las de los planetas gigantes de nuestro propio sistema solar.
El planeta posee además otra peculiaridad interesante. El sistema TOI-199 contiene un segundo gigante gaseoso invisible que no transita delante de la estrella pero cuya presencia se delata de manera gravitacional. En efecto, los tirones gravitatorios entre ambos planetas provocan variaciones detectables en los tiempos de tránsito de TOI-199 b. Aprovechando tanto los datos del James Webb como observaciones del satélite TESS, los investigadores han refinado ahora las propiedades orbitales de ese segundo planeta.
➡️ Según los nuevos cálculos, el planeta exterior podría encontrarse dentro de la llamada zona habitable conservadora del sistema, la región donde las temperaturas permitirían la existencia de agua líquida en un planeta rocoso. Aunque el propio planeta descubierto es un gigante gaseoso y, por tanto, inhóspito, la arquitectura del sistema resulta especialmente interesante desde el punto de vista dinámico.
El comienzo de una nueva generación de estudios atmosféricos
Pero quizá el aspecto más importante del trabajo sea lo que anticipa para el futuro.
«Con observaciones adicionales de este planeta podríamos determinar la abundancia relativa de los distintos gases presentes en su atmósfera —afirma Hu. Y añade—: Esa imagen más completa de la atmósfera de un gigante gaseoso templado puede ayudarnos a mejorar nuestros modelos y a comprender mejor cómo se forman y evolucionan los planetas y sus atmósferas, incluida la de la Tierra».
➡️ En palabras de este astrofísico, «el éxito de este primer estudio de la atmósfera de un gigante templado también nos da confianza para dedicar más recursos y tiempo de observación al estudio de otros planetas similares. Así podremos saber si este planeta es único o si existen características comunes en este tipo de mundos».
Los autores consideran que TOI-199 b constituye apenas el primer ejemplo de una nueva población de gigantes templados accesibles al James Webb. Y las posibilidades son enormes. Observaciones adicionales, especialmente en longitudes de onda más cortas, podrían determinar si la atmósfera contiene neblinas fotoquímicas semejantes a las de Titán, aclarar la presencia de amoníaco y medir con mucha mayor precisión la abundancia de distintos elementos químicos.
Eso permitiría comparar directamente la composición de estos mundos con las predicciones de los modelos de formación planetaria. En otras palabras: reconstruir cómo nacieron y evolucionaron gigantes gaseosos en sistemas estelares lejanos.
Un paso decisivo en la exploración de otros mundos
La importancia de este avance radica también en un cambio conceptual más amplio. Durante años, la astronomía de exoplanetas estuvo dominada por mundos extremos: gigantes abrasados, órbitas imposibles y atmósferas infernales. Eran los únicos objetivos al alcance de los instrumentos disponibles. Pero el James Webb está empezando a desplazar la mirada hacia planetas menos exóticos y más representativos de la diversidad real de la galaxia.
TOI-199 b no es un lugar habitable. Es un gigante gaseoso comparable a Saturno. Pero su atmósfera relativamente fría abre la puerta a estudiar procesos químicos y dinámicos mucho más cercanos a los que operan en los planetas gigantes del Sistema Solar. Por primera vez, los astrónomos empiezan a observar exoplanetas que no son simplemente versiones extremas de los ya conocidos, sino auténticos equivalentes lejanos de nuestros propios mundos gigantes.
Y en esa atmósfera templada, a cientos de años luz de distancia, el James Webb acaba de encontrar metano. Un pequeño rastro molecular que señala el comienzo de una nueva etapa en la exploración de otros sistemas planetarios.▪️(22-mayo-2026)
PREGUNTAS&RESPUESTAS: TOI-199 b y James Webb
🪐 ¿Qué ha descubierto el James Webb en TOI-199 b?
El telescopio espacial James Webb ha detectado metano en la atmósfera de TOI-199 b, un exoplaneta gigante gaseoso templado situado a más de 330 años luz de la Tierra.
🪐 ¿Por qué es importante detectar metano en un exoplaneta?
El metano es una molécula clave en atmósferas relativamente frías. Su detección confirma predicciones teóricas sobre la química de gigantes gaseosos templados y ayuda a comprender cómo se forman y evolucionan estos mundos.
🪐 ¿Qué tipo de planeta es TOI-199 b?
TOI-199 b es un gigante gaseoso del tamaño de Saturno con temperaturas moderadas comparadas con otros exoplanetas gigantes extremadamente calientes.
🪐 ¿Puede existir vida en TOI-199 b?
No. TOI-199 b es un gigante gaseoso y no tiene una superficie sólida habitable. Sin embargo, estudiar su atmósfera puede ayudar a comprender mejor cómo evolucionan los sistemas planetarios y las atmósferas planetarias.
🪐 ¿Qué papel desempeña el James Webb en el estudio de exoplanetas?
El James Webb permite analizar con una precisión sin precedentes la composición química de atmósferas de exoplanetas mediante espectroscopía, detectando moléculas como metano, vapor de agua, dióxido de carbono o amoníaco.
Información facilitada por la Penn State
Fuente: Aaron Bello-Arufe et al. Methane on the Temperate Exo-Saturn TOI-199 b. The Astronomical Journal (2026). DOI: 10.3847/1538-3881/ae4fba
