Concepto artístico de los mundos TRAPPIST-1, basado en los datos disponibles sobre las características de los planetas.
(Imagen: © NASA / JPL-Caltech)
El más grande de los mundos en el sistema TRAPPIST-1 de siete planetas cuenta con una atmósfera que ha evolucionado con el tiempo, en lugar de la que se formó con él.
Las observaciones realizadas con el telescopio espacial Hubble de la NASA revelan que la atmósfera del planeta es diferente de su entorno naciente, lo que significa que es muy probable que sea un mundo rocoso similar a otros en el sistema.
"Esta atmósfera no es con la que nació", dijo a Space.com Hannah Wakeford, investigadora del Instituto de Ciencia del Telescopio Espacial en Baltimore, Maryland. Una atmósfera natal sería rica en hidrógeno, que los investigadores no ven. En cambio, "ha sido cambiado por diferentes procesos", dijo Wakeford. La actividad atmosférica y geológica podría haber jugado un papel importante en los cambios. [Recorrido por el exoplaneta: conoce los 7 planetas del tamaño de la Tierra de TRAPPIST-1]
Wakeford y sus colegas utilizaron Hubble para estudiar TRAPPIST-1 g, el sexto planeta de la estrella. Previamente habían sondeado las atmósferas de los primeros cinco planetas, identificados por las letras b hasta f, y descubrieron que los cinco planetas carecen de las atmósferas masivas de hidrógeno que indican gigantes gaseosos, lo que los hace más propensos a ser rocosos. Su estudio anterior no había sido lo suficientemente preciso como para determinar si TRAPPIST-1 g llevaba o no su atmósfera original.
"G fue el último signo de interrogación en eso", dijo Wakeford. "Al igual que sus hermanos y hermanas, no contiene su atmósfera primordial. Tiene una atmósfera evolucionada".
Ella presentó los resultados en enero en la reunión de invierno de la American Astronomical Society en Seattle.
"Sal y pimienta"
En 2016, los astrónomos del pequeño telescopio de planetas y planetesimales en tránsito de Chile (TRAPPIST) anunciaron su descubrimiento de tres planetas alrededor de la estrella tenue TRAPPIST-1. Se descubrieron cuatro mundos más en un año, lo que eleva el total a siete. Todos los planetas se encuentran dentro de la zona habitable de su estrella, la región donde el agua líquida debería poder persistir en la superficie de un planeta. A solo 40 años luz de la Tierra, TRAPPIST-1 contiene la mayoría de los planetas que se sabe que se encuentran dentro de la zona habitable de una sola estrella.
TRAPPIST-1 g es el más grande de los mundos, con estimaciones que lo ubican alrededor de 1.1 veces la masa de la Tierra.
Si los planetas son gigantes gaseosos, retendrían su atmósfera original rica en hidrógeno. En contraste, los mundos rocosos tienen el poder de cambiar su atmósfera. El movimiento del carbono puede desempeñar un papel clave en la atmósfera en evolución. El manto de fusión del magma atrapa el carbono debajo de la superficie. A medida que el magma se mueve hacia la superficie, la disminución de la presión permite que el carbono escape en forma de gas. En la Tierra, el carbonato atrapado se libera como dióxido de carbono, un gas de efecto invernadero que permite que nuestro planeta se caliente al atrapar el calor del sol. Investigaciones pasadas revelan que mundos como Marte y la luna también pueden atrapar material rico en carbono, así como otros elementos, y liberarlos a la atmósfera en forma gaseosa.
También conocidas como enanas rojas, las enanas M como TRAPPIST-1 constituyen la mayor población de estrellas en la galaxia. Algunos estudios sugieren que tres de cada cuatro estrellas pueden ser una enana M. Las estrellas de larga vida son más frías y más tenues que las estrellas similares al sol, pero también son increíblemente activas, empapando sus planetas en la radiación transportada por poderosas erupciones y erupciones. [Cómo distinguir los tipos de estrellas (infografía)]
Sus temperaturas frías también pueden causar problemas en la búsqueda de vida. Los enanos M de baja masa pueden presumir de nubes e incluso vapor de agua en sus atmósferas, al igual que los planetas más grandes. Estas moléculas pueden crear señales falsas para los astrónomos que intentan estudiar las atmósferas de los mundos que las orbitan.
A medida que un planeta pasa entre su estrella y la Tierra, los astrónomos pueden estudiar la luz que fluye a través de sus cielos para descubrir algunos de los misterios de la atmósfera planetaria. Debido a que llevan moléculas de agua, los enanos M pueden hacer que el proceso sea más desafiante; Puede ser difícil determinar si las señales que sugieren la presencia de agua provienen del planeta o de la estrella.
"Debido a que la estrella tiene estas características, significa las mediciones que estás haciendo, no puedes estar 100 por ciento seguro de que no es la estrella lo que estás midiendo", dijo Wakeford. "Debes poder descartar la presencia y el efecto que la estrella está teniendo en estos planetas".
Para ayudar a resolver el desastre, Wakeford y sus colegas desarrollaron un método para eliminar la contaminación estelar. Primero, realizaron un estudio en profundidad de TRAPPIST-1, examinando cómo cambió la temperatura de la estrella en diferentes lugares.
"La estrella en sí es una mezcla de tres tipos diferentes de temperaturas", dijo Wakeford. En general, la estrella es relativamente fría, con un tercio de ella cubierta en puntos ligeramente más cálidos de 2.726 grados Celsius (4.940 grados Fahrenheit). Menos del 3 por ciento de la estrella está cubierta de puntos extremadamente calientes a una temperatura de 5,526 C (9,980 F).
Esto se debe a que TRAPPIST-1 está cubierto por puntos estelares que, según Wakeford, son más pequeños y tenues que los que se encuentran en nuestro sol.
"La distribución de [las manchas] es como la sal y la pimienta: se ve por todo el lugar y se distribuye de manera uniforme", dijo Wakeford.
Al estudiar la estrella como un planeta individual en su sistema entre ella y la Tierra, los astrónomos pudieron examinar cómo cambió la temperatura de la estrella.
"Realmente podemos usar el planeta como una sonda de las propiedades de temperatura de la estrella", dijo Wakeford.
Con esa información en mano, los astrónomos examinaron la atmósfera del planeta, confiando en que podrían explicar las señales moleculares que provienen de la estrella. Pudieron descartar la gran atmósfera de hidrógeno hinchada alrededor de g que habría sugerido que era un gigante gaseoso en lugar de un mundo rocoso cuyo aire había sido cambiado por procesos geológicos y atmosféricos.
"Eso realmente conduce a la verdadera naturaleza terrestre de este planeta", dijo Wakeford.
El equipo también usó sus medidas para calcular el radio del planeta a 1.124 veces el radio de la Tierra, dándole una densidad justo debajo de la de nuestro planeta. Esto encaja firmemente en TRAPPIST-1 g: es un mundo rocoso.
Con seis de los planetas fuera del camino, los astrónomos esperan centrar su atención en el séptimo y último objeto, TRAPPIST-1 h. Planean estudiar el planeta durante el verano de 2019.
"Va a ser realmente emocionante volver a aplicar este método, no solo para ver de qué está hecho el planeta, sino para ver cómo la estrella está cambiando y afectando a este planeta", dijo Wakeford.
Además, el proceso que desarrollaron para separar la contaminación del vapor de agua de TRAPPIST-1 también podría aplicarse a las observaciones de otros enanos M.
La investigación fue publicada a fines de 2018 en el Astronomical Journal.
