El pequeño, la genial estrella enana M TRAPPIST-1 y sus siete mundos. Una nueva investigación de la Universidad de Washington especula sobre posibles climas de estos mundos y cómo pueden haber evolucionado. Crédito:NASA
No todas las estrellas son como el sol de modo que no todos los sistemas planetarios pueden estudiarse con las mismas expectativas. Una nueva investigación de un equipo de astrónomos dirigido por la Universidad de Washington brinda modelos climáticos actualizados para los siete planetas alrededor de la estrella TRAPPIST-1.
El trabajo también podría ayudar a los astrónomos a estudiar con mayor eficacia planetas alrededor de estrellas a diferencia de nuestro sol. y usar mejor lo limitado, costosos recursos del telescopio espacial James Webb, ahora se espera que se lance en 2021.
"Estamos modelando atmósferas desconocidas, no solo asumiendo que las cosas que vemos en el sistema solar se verán de la misma manera alrededor de otra estrella, "dijo Andrew Lincowski, Estudiante de doctorado de la UW y autor principal de un artículo publicado el 1 de noviembre en Diario astrofísico . "Realizamos esta investigación para mostrar cómo podrían verse estos diferentes tipos de atmósferas".
El equipo encontró, en pocas palabras, que debido a un calor extremadamente fase estelar temprana brillante, los siete mundos de la estrella pueden haber evolucionado como Venus, con los primeros océanos que puedan haber tenido evaporándose y dejando densos, Atmósferas inhabitables. Sin embargo, un planeta, TRAPPIST-1 e, podría ser un mundo oceánico parecido a la Tierra que valga la pena estudiar más a fondo, como también lo ha indicado una investigación previa.
TRAPPIST-1, 39 años luz o unos 235 billones de millas de distancia, es tan pequeño como una estrella puede ser y aún ser una estrella. Una estrella "enana M" relativamente fría, el tipo más común en el universo, tiene alrededor del 9 por ciento de la masa del sol y alrededor del 12 por ciento de su radio. TRAPPIST-1 tiene un radio solo un poco más grande que el planeta Júpiter, aunque es mucho mayor en masa.
Los siete planetas de TRAPPIST-1 son aproximadamente del tamaño de la Tierra y tres de ellos, planetas etiquetados e, f y g:se cree que están en su zona habitable, esa franja de espacio alrededor de una estrella donde un planeta rocoso podría tener agua líquida en su superficie, dando así una oportunidad a la vida. TRAPPIST-1 d recorre el borde interior de la zona habitable, mientras más lejos, TRAPPIST-1 h, orbita justo después del borde exterior de esa zona.
"Esta es una secuencia completa de planetas que puede darnos una idea de la evolución de los planetas, en particular alrededor de una estrella que es muy diferente a la nuestra, con una luz diferente saliendo de ella, ", dijo Lincowski." Es sólo una mina de oro ".
Los trabajos anteriores han modelado los mundos de TRAPPIST-1, Lincowski dijo:pero él y este equipo de investigación "intentaron hacer el modelo físico más riguroso que pudimos en términos de radiación y química, tratando de obtener la física y la química lo más correctas posible".
Los modelos de radiación y química del equipo crean espectrales, o longitud de onda, firmas para cada posible gas atmosférico, permitiendo a los observadores predecir mejor dónde buscar dichos gases en atmósferas de exoplanetas. Lincowski dijo que cuando el telescopio Webb detecta rastros de gases, u otras personas, algún día, "Los astrónomos utilizarán los golpes y meneos observados en los espectros para inferir qué gases están presentes, y compararán eso con un trabajo como el nuestro para decir algo sobre la composición del planeta, medio ambiente y quizás su historia evolutiva ".
Dijo que la gente está acostumbrada a pensar en la habitabilidad de un planeta alrededor de estrellas similares al sol. "Pero las estrellas enanas M son muy diferentes, así que realmente hay que pensar en los efectos químicos en la (s) atmósfera (s) y cómo esa química afecta el clima ".
Combinando modelos climáticos terrestres con modelos fotoquímicos, los investigadores simularon estados ambientales para cada uno de los mundos de TRAPPIST-1.
Su modelado indica que:
Lincowski dijo que en realidad, cualquiera o todos los planetas de TRAPPIST-1 podrían ser similares a Venus, con cualquier agua u océanos quemados hace mucho tiempo. Explicó que cuando el agua se evapora de la superficie de un planeta, la luz ultravioleta de la estrella rompe las moléculas de agua, liberando hidrógeno, que es el elemento más ligero y puede escapar de la gravedad de un planeta. Esto podría dejar mucho oxígeno, que podría permanecer en la atmósfera y eliminar irreversiblemente el agua del planeta. Un planeta así puede tener una atmósfera densa de oxígeno, pero no una generada por la vida, y diferente de todo lo observado hasta ahora.
"Esto puede ser posible si estos planetas tuvieran más agua inicialmente que la Tierra, Venus o Marte, ", dijo." Si el planeta TRAPPIST-1 e no perdió toda su agua durante esta fase, hoy podría ser un mundo de agua, completamente cubierto por un océano global. En este caso, podría tener un clima similar al de la Tierra ".
Lincowski dijo que esta investigación se realizó más con un ojo en la evolución del clima que para juzgar la habitabilidad de los planetas. Planea investigaciones futuras que se centran más directamente en modelar planetas acuáticos y sus posibilidades de vida.
"Antes de que supiéramos de este sistema planetario, Las estimaciones de la detectabilidad de atmósferas para planetas del tamaño de la Tierra parecían mucho más difíciles, "dijo el coautor Jacob Lustig-Yaeger, estudiante de doctorado en astronomía de la Universidad de Washington.
La estrella es tan pequeña él dijo, hará que las firmas de gases (como el dióxido de carbono) en las atmósferas del planeta sean más pronunciadas en los datos del telescopio.
"Nuestro trabajo informa a la comunidad científica de lo que podríamos esperar ver para los planetas TRAPPIST-1 con el próximo telescopio espacial James Webb".
La otra coautora de Lincowski en UW es Victoria Meadows, profesor de astronomía y director del Programa de Astrobiología de la UW. Meadows también es investigador principal del Laboratorio Planetario Virtual del Instituto de Astrobiología de la NASA, basado en la UW. Todos los autores eran afiliados a ese laboratorio de investigación.
"Los procesos que dan forma a la evolución de un planeta terrestre son fundamentales para determinar si puede ser habitable o no, así como nuestra capacidad para interpretar posibles signos de vida, ", Dijo Meadows." Este documento sugiere que pronto podremos buscar signos potencialmente detectables de estos procesos en mundos extraterrestres ".
TRAPPIST-1, en la constelación de Acuario, lleva el nombre del pequeño telescopio terrestre de Planetas en tránsito y planetesimales, la instalación que encontró por primera vez evidencia de planetas a su alrededor en 2015.
