Uno de los sistemas estelares más cautivadores más allá del sistema solar se encuentra en nuestro patio trasero galáctico. Puede que sea una estrella enana roja común , pero los exoplanetas que posee son todo menos ordinarios. De hecho, nuevas observaciones han demostrado que los mundos extraterrestres de TRAPPIST-1 pueden ser muy especiales.
Ubicado a 40 años luz de la Tierra, TRAPPIST-1 es una versión mini de nuestro sistema solar. En órbita alrededor de la enana roja ultrafría hay al menos siete pequeños exoplanetas conocidos de dimensiones similares a la Tierra, tres de los cuales orbitan su estrella en la zona habitable . Esa es el área alrededor de una estrella en la que no está ni demasiado caliente ni demasiado fría para que exista agua líquida en la superficie de un exoplaneta.
El descubrimiento de cualquier exoplaneta de zona habitable, particularmente los pequeños y rocosos, tiene implicaciones para la posibilidad de encontrar vida extraterrestre. Pero simplemente encontrar mundos orbitando dentro de la zona habitable de una estrella pequeña no significa que esos exoplanetas sean realmente habitables. La zona solo proporciona una guía sobre dónde buscar. La química de la vida dentro de esas atmósferas exoplanetarias (si es que tienen atmósferas) debe estudiarse antes de que se pueda realmente considerar que un exoplaneta posee cualidades vivificantes.
Ahora, los astrónomos han comenzado ese proceso para los mundos que orbitan TRAPPIST-1 y han deducido que pueden contener agua. Mucha, mucha, mucha agua.
¿Mundos de vapor, líquido y hielo?
Los primeros exoplanetas TRAPPIST-1 fueron descubiertos en las observaciones del telescopio TRAPPIST-South en el sitio La Silla del Observatorio Europeo Austral en Chile, en 2016. El Very Large Telescope de ESO (también en Chile) y el Telescopio Espacial Spitzer de la NASA luego se lanzaron y determinaron que había no menos de siete pequeños exoplanetas en el sistema. Los mundos se denominaron TRAPPIST-1b, c, d, e, f, gyh, a una distancia cada vez mayor de la estrella central. Cinco de los exoplanetas (TRAPPIST-1b, c, e, f y g) tienen aproximadamente el tamaño de la Tierra y dos (TRAPPIST-1d yh) son más pequeños. Son TRAPPIST-1e, fyg los que están en la zona habitable de la estrella. El descubrimiento del sistema estelar de siete exoplanetas no tiene precedentes y el potencial habitable del sistema cautivó al mundo.
En un estudio de TRAPPIST-1 que se publicará en la revista Astronomy & Astrophysics , los científicos tomaron toda la información que conocemos sobre el fascinante sistema, la ejecutaron mediante modelos informáticos y determinaron las densidades de los exoplanetas con gran precisión. Esto significa que los científicos planetarios pueden probar sus composiciones y, por lo tanto, hacer conjeturas muy bien fundamentadas sobre qué sustancias químicas están presentes. Incluso pueden obtener una pista sobre cómo se ven .
"Los planetas TRAPPIST-1 están tan juntos que interfieren gravitacionalmente entre sí, por lo que los momentos en que pasan frente a la estrella cambian ligeramente", dijo Simon Grimm, en un comunicado de ESO . Grimm trabaja en la Universidad de Berna en Suiza y dirigió el estudio. "Estos cambios dependen de las masas de los planetas, sus distancias y otros parámetros orbitales. Con un modelo de computadora, simulamos las órbitas de los planetas hasta que los tránsitos calculados concuerden con los valores observados y, por lo tanto, derivamos las masas planetarias", continuó.
Cuando el equipo de Grimm reunió minuciosamente todo eso, descubrieron que las densidades de los exoplanetas revelan que no son mundos rocosos y estériles; en cambio, están presentes grandes cantidades de material volátil. Los productos químicos volátiles incluyen agua, dióxido de carbono, metano y otros, pero los astrónomos saben por la observación previa de discos protoplanetarios alrededor de estrellas jóvenes que la firma espectroscópica del agua es dominante. Por lo tanto, los investigadores deducen que los volátiles en los mundos de TRAPPIST-1 consistirán principalmente en agua, mucha agua. En algunos casos, el estudio estima que hasta el 5 por ciento de la masa exoplanetaria consiste en agua, ¡eso es 250 veces más agua que todos los océanos de la Tierra!
"Las densidades, aunque son pistas importantes sobre la composición de los planetas, no dicen nada sobre la habitabilidad. Sin embargo, nuestro estudio es un paso importante hacia adelante mientras continuamos explorando si estos planetas podrían sustentar vida", agregó el coautor Brice-Olivier Demory. también de la Universidad de Berna, en el mismo comunicado de ESO .
Debido a que estos mundos Trapenses-1 orbitan alrededor de la estrella a diferentes distancias, el agua estará en diferentes fases, dependiendo del mundo. Los exoplanetas más internos (y por lo tanto más cálidos) parecen ser rocosos y probablemente tienen atmósferas muy densas y húmedas, mientras que los mundos más externos estarán congelados y cubiertos con una capa de hielo. TRAPPIST-1e es considerado el mundo más "parecido a la Tierra" del sistema, probablemente posee un núcleo de hierro denso, un interior rocoso y, posiblemente, una atmósfera delgada.
Sorpresas exoplanetarias
Todos estos cálculos de densidad han proporcionado algunas ideas sorprendentes. Por ejemplo, los planetas más densos del sistema Trappist-1 no son los más cercanos a la estrella. Además, los planetas más fríos no parecen poder poseer atmósferas espesas.
Ambas observaciones provienen de la coautora Caroline Dorn, que trabaja en la Universidad de Zurich, Suiza.
Si bien estos hallazgos son convincentes, otras observaciones utilizando el Telescopio Espacial Hubble no han logrado detectar la presencia de hidrógeno en las atmósferas exoplanetarias TRAPPIST-1. La detección de hidrógeno agregaría evidencia de la presencia de agua. Por lo tanto, parece que tendremos que esperar a la próxima generación de observatorios, como el telescopio espacial James Webb de la NASA, que será lo suficientemente potente como para detectar los signos reveladores del agua.
E incluso si TRAPPIST-1 tiene todos los ingredientes para exoplanetas habitables genuinos, la naturaleza de los sistemas estelares enanos rojos es muy diferente de nuestro sistema solar. Dado que las zonas habitables de las enanas rojas están más cerca de sus estrellas, cualquier exoplaneta de zona habitable estará expuesto a mayores niveles de radiación. A menos que esos mundos posean poderosos campos magnéticos y atmósferas espesas para desviar y absorber el ataque del clima espacial, la vida tal como la conocemos puede encontrar un desafío para evolucionar . Además, dado que estos sistemas son tan compactos, el bloqueo de mareas será otro problema. Ahí es donde un hemisferio de cualquier exoplaneta en órbita se enfrentará continuamente a la estrella. Es difícil imaginar un mundo habitable cuando un lado está congelado en una noche perpetua.
Pero es probable que haya agua en TRAPPIST-1, por lo que si la vida puede encontrar un camino en otra parte de nuestra galaxia, sería difícil encontrar un lugar más adecuado donde la biología alienígena pudiera afianzarse.
Eso es interesante
Si los exoplanetas TRAPPIST-1 orbitaran alrededor del sol, todos ocuparían la región dentro de la órbita de Mercurio, el planeta más interno del sistema solar.
