En febrero de 2017, la comunidad científica se regocijó cuando la NASA anunció que una estrella cercana (TRAPPIST-1) tenía un sistema de no menos de siete planetas rocosos. Desde ese tiempo, Los astrónomos han realizado todo tipo de observaciones y estudios de seguimiento con la esperanza de aprender más sobre estos exoplanetas. En particular, han estado intentando averiguar si alguno de los planetas ubicados en las zonas habitables de las estrellas (HZ) podría ser realmente habitable.

Muchos de estos estudios se han preocupado por si los planetas TRAPPIST-1 tienen suficiente agua en sus superficies. Pero igualmente importante es la cuestión de si alguna tiene atmósferas viables o no. En un estudio reciente que proporciona una descripción general de todas las observaciones hasta la fecha en los planetas TRAPPIST-1, un equipo descubrió que, según el planeta en cuestión, es probable que tengan un buen ambiente, si es que hay alguno.

El estudio, que apareció recientemente en la revista Astrobiología , fue realizado por un equipo internacional de investigadores del Observatorio Astronómico de Ginebra (GAO), la Universidad de Berna, el Laboratoire d'astrophysique de Bordeaux (LAB), el Grupo de Investigación en Astrofísica del Imperial College de Londres, y el Laboratorio de Física Atmosférica y Espacial (LASP) de la Universidad de Colorado.

Inicialmente, era un equipo de astrónomos de la Universidad de Lieja, Bélgica, que detectó tres de los exoplanetas del sistema mediante espectroscopia de tránsito. Para este método, los astrónomos monitorean las estrellas en busca de caídas en su luminosidad, que son el resultado de planetas que pasan frente a la estrella en relación con el observador.

El sistema recibió el nombre de TRAPPIST-1 en honor al instrumento utilizado para detectarlos, el Telescopio Pequeño Planetas en Tránsito y Planetesimales (TRAPPIST), ubicado en el Observatorio La Silla de ESO en Chile y el Observatoire de l'Oukaïmeden en Marruecos. En febrero de 2017, se confirmó la existencia de cuatro exoplanetas más, así como el hecho de que tres estaban orbitando con el HZ de la estrella.

Desde entonces, El sistema TRAPPIST-1 ha sido considerado un excelente candidato por los astrónomos para la investigación de exoplanetas. Hay un número de razones para esto, que Martin Turbet (investigador postdoctoral de la GAO y autor principal del estudio) explicó a Universe Today por correo electrónico:

"El sistema TRAPPIST-1 es muy adecuado para estudios de habitabilidad porque es el sistema planetario hecho de exoplanetas potencialmente habitables que es más fácil de observar y, por lo tanto, caracterizar con telescopios. Esto se debe principalmente al hecho de que (1) el TRAPPIST-1 el sistema está muy cerca (a 39 años luz de nosotros), (ii) los planetas están en tránsito (con frecuencia) frente a su estrella, y (iii) la estrella anfitriona TRAPPIST-1 es una enana ultra fría con un radio extremadamente pequeño ".

En breve, Tener siete exoplanetas alrededor de una estrella significa que habrá muchas oportunidades para verlos haciendo tránsitos frente a la estrella. En estas ocasiones, los astrónomos pueden recopilar espectros del planeta a medida que la luz de la estrella pasa alrededor del planeta y a través de su atmósfera (un proceso conocido como espectroscopia de transmisión). Luego, los científicos pueden examinar estos datos para determinar qué elementos químicos están presentes.

Debido a que TRAPPIST-1 es una estrella de tipo M (enana roja), que tiene poca masa, frio, y relativamente tenue en comparación con otros tipos de estrellas:es menos probable que la espectroscopía de transmisión obtenida de sus planetas esté sujeta al efecto de fuente de luz de tránsito (TLSE, o "contaminación estelar"). Aquí es donde las lecturas de espectros obtenidas de los planetas son arrojadas por los espectros de la propia estrella.

Sin embargo, no todas las investigaciones realizadas hasta ahora han sido muy alentadoras. De hecho, Se han realizado múltiples estudios que indicaron que para algunos de los planetas TRAPPIST-1, el agua puede constituir una gran parte de su masa (lo que los convierte en "mundos acuáticos"). Además de eso, existe la naturaleza de las estrellas enanas rojas, que son propensos a brotes que podrían causar estragos en la atmósfera de sus planetas.

Sin embargo, Otros estudios han encontrado que los exoplanetas que orbitan alrededor de las enanas rojas podrían ser habitables siempre que tuvieran suficiente atmósfera y cobertura de nubes para hacer frente a la radiación. Para evaluar la probabilidad de que los planetas TRAPPIST-1 tuvieran tales atmósferas, Turbet y sus colegas consideraron todos los datos que se han obtenido en el sistema TRAPPIST-1 hasta la fecha.

Esto incluye observaciones de tránsito hechas de los planetas, así como mediciones de densidad, espectroscopia de transmisión, el entorno de irradiación del sistema, teorías sobre la formación y migración planetaria, la estabilidad orbital de los planetas, modelado climático, y modelos que consideran cuánto gas pierden los planetas en el espacio (también conocidos como modelos de escape).

"Revisamos todos los trabajos existentes sobre el tema, que van desde observaciones con los mejores telescopios disponibles (Telescopio Espacial Hubble, Telescopio espacial Spitzer, Telescopio muy grande, etc.) a los modelos teóricos más sofisticados, como los modelos climáticos numéricos tridimensionales, "dijo Turbet.

Lo que encontraron fue bastante alentador. Para principiantes, pudieron determinar que la mayoría de los planetas TRAPPIST-1 estaban libres de nubes, atmósferas de bajo peso molecular, similar a cómo era la atmósfera primordial de la Tierra. Segundo, encontraron evidencia convincente de que los planetas que tenían atmósferas probablemente estaban compuestos de elementos que tienen pesos atómicos más altos. Turbet dijo:"Determinamos que es poco probable que los siete planetas TRAPPIST-1 tengan atmósferas dominadas por hidrógeno. También sugerimos que es más probable que las atmósferas (si están presentes) de los planetas TRAPPIST-1 estén dominadas por dióxido de carbono, dominado por oxígeno o dominado por agua ".

En otras palabras, de los siete planetas TRAPPIST-1, aquellos que tienen atmósferas probablemente tengan el tipo que es favorable para la vida (al menos tal como la conocemos). Eso significa dióxido de carbono, un estabilizador climático esencial necesario para los organismos fotosintéticos, gas oxígeno, nitrógeno, y elementos volátiles como el agua. También incluye cobertura de nubes, que no es solo una indicación de agua, pero proporciona protección contra la radiación estelar.

Desafortunadamente, Turbet y sus colegas no pueden decir con certeza que los planetas TRAPPIST-1 tienen atmósferas con todos estos elementos. Este estudio hace, sin embargo, imponer restricciones a esa posibilidad en función de lo que sabemos sobre el sistema hasta ahora. En el final, Saber si alguno de los exoplanetas de este sistema es habitable tendrá que esperar a los telescopios de próxima generación. Turbet dijo:"Las misiones de próxima generación, en particular el telescopio espacial James Webb y los espectrógrafos terrestres del infrarrojo cercano, tendrán el poder de detectar moléculas 'pesadas' como el dióxido de carbono, oxígeno, metano, etc. y por lo tanto pueden tener el potencial de determinar si los planetas TRAPPIST-1 tienen atmósferas o no, y de ser así, de qué están hechos ".

El JWST está programado para lanzarse el próximo año, mientras que se espera que los telescopios terrestres equipados con espectrógrafos de próxima generación entren en funcionamiento a lo largo de esta década. Con estos e instrumentos aún más poderosos planeados para el futuro, Los astrónomos esperan saber finalmente con certeza si hay vida más allá de la Tierra en nuestro rincón de la galaxia.