Revelan el mayor grupo de exoplanetas del tamaño de la Tierra en la zona habitable de una estrella

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El telescopio espacial Spitzer de la NASA ha revelado el primer sistema conocido de siete planetas del tamaño de la Tierra alrededor de una sola estrella. Tres de estos planetas se encuentran ubicados de lleno en la zona habitable, el área alrededor de la estrella principal donde es más probable que un planeta rocoso posea agua líquida.

(Imagen ampliable) Esta ilustración muestra los siete planetas TRAPPIST-1, como podrían verse desde la Tierra usando un telescopio ficticio increíblemente poderoso. Los tamaños y posiciones relativas son correctos a escala: Este es un sistema planetario tan pequeño que su sol, TRAPPIST-1, no es mucho más grande que nuestro planeta Júpiter, y todos los planetas están muy cerca del tamaño de la Tierra. Sus órbitas cabrían dentro de lo que, en nuestro sistema solar, sería la distancia orbital de nuestro planeta más íntimo, Mercurio. Con estas pequeñas órbitas, los planetas TRAPPIST-1 completan un “año” en cuestión de unos pocos días terrestres: 1.5 para el planeta más interno, TRAPPIST-1b y 20 para el más externo, TRAPPIST-1h. Imagen: NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (IPAC)

El descubrimiento supone un nuevo récord del mayor número de planetas encontrado orbitando la zona habitable de una sola estrella fuera de nuestro sistema solar. Si bien todos estos siete planetas podrían tener agua líquida (clave para la vida tal y como la conocemos) bajo condiciones atmosféricas adecuadas, las probabilidades son más altas con los tres que se encuentran en la zona habitable.

“Este descubrimiento podría ser una pieza importante en el rompecabezas de encontrar ambientes habitables; lugares que propician la conductividad de la vida”, dijo Thomas Zurbuchen, administrador asociado de la agencia de la Dirección de la Misión Científica en Washington. “Responder a la pregunta de si ‘estamos solos’ es una prioridad científica y encontrar tantos planetas como éstos por primera vez en la zona habitable es un notable paso adelante hacia esa meta”.

Situado a unos 40 años luz (380.000 millones de kilómetros) de la Tierra, el sistema de planetas está relativamente cercano a nosotros, en la constelación de Acuario. Debido a que se encuentran fuera de nuestro sistema solar, a estos planetas se les conoce científicamente como exoplanetas.

(Imagen ampliable) Representación artística del sistema TRAPPIST-1, con los planetas más internos demasiado cerca del sol para mantener agua líquida, así como los más alejados. Imagen: NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (IPAC)

Este sistema de exoplanetas se llama TRAPPIST-1, llamado así como resultado del acrónimo en inglés de ”Pequeño Telescopio para Planetas de Tránsito y Planetesimales”, en Chile. En mayo de 2016, los investigadores de TRAPPIST anunciaron que habían descubierto tres planetas en el sistema. Con la asistencia de varios telescopios terrestres, incluido el Very Large Telescope del Observatorio Europeo Austral, Spitzer confirmó la existencia de dos de estos planetas y descubrió otros cinco, aumentando el número de planetas conocidos en el sistema a siete. Los nuevos resultados fueron publicados en la revista Nature, y anunciados en una rueda de prensa en la sede de la NASA en Washington.

Usando los datos de Spitzer, el equipo midió con precisión los tamaños de los siete planetas y desarrolló las primeras estimaciones de las masas de seis de ellos, permitiendo estimar su densidad.

(Imagen ampliable) El sistema TRAPPIST-1 contiene un total de siete planetas, todos de un tamaño similar a la Tierra. Tres de ellos (TRAPPIST-1e, f y g) residen en la llamada “zona habitable” de su estrella. La zona habitable es una banda alrededor de cada estrella (que se muestra aquí en verde), donde los astrónomos han calculado que las temperaturas son correctas (ni demasiado calientes, ni demasiado frías) para que el agua líquida se acumule en la superficie de un mundo semejante a la Tierra. Imagen: NASA/JPL-Caltech/R. Hurt, T. Pyle (IPAC)

De acuerdo con sus densidades, es probable que todos los planetas de TRAPPIST-1 sean rocosos. Otras observaciones no solo ayudarán a determinar si son ricos en agua, sino que también podrían revelar si alguno podría poseer agua líquida en su superficie. La masa del séptimo exoplaneta, y el más lejano, todavía no ha sido estimada. Los científicos creen que podría ser un mundo helado, como una “bola de nieve”, pero se necesitan más observaciones.

“Las siete maravillas de TRAPPIST-1 son los primeros planetas del tamaño de la Tierra que se han encontrado en órbita alrededor de este tipo de estrellas”, dijo Michael Gillon, autor principal del artículo e investigador principal del estudio de exoplanetas TRAPPIST en la Universidad de Lieja, en Bélgica. “También se ha postulado como el mejor objetivo hasta el momento para estudiar las atmósferas de los mundos potencialmente habitables, del tamaño de la Tierra”.

(Imagen ampliable) El orden de los planetas en TRAPPIST-1. Imagen: NASA/JPL-Caltech/R. Hurt, T. Pyle (IPAC)

En contraste con nuestro sol, la estrella TRAPPIST-1 se ha clasificado como una enana ultra-fría, es tan fría que el agua líquida podría sobrevivir en planetas orbitando muy cerca de ella, más cerca de lo que sería posible en planetas de nuestro sistema solar. Las siete órbitas planetarias de TRAPPIST-1 se encuentran más cerca de su estrella anfitriona que Mercurio de nuestro sol. Los planetas también están muy cerca el uno del otro. Si alguien estuviera de pie en la superficie de uno de los planetas, podría mirar hacia arriba y probablemente ver rasgos geológicos o nubes de los mundos vecinos, que a veces parecerían más grandes que la luna en el cielo de la Tierra.

También es posible que los planetas se encuentren en acoplamiento de marea con su estrella, lo que significa que el mismo lado del planeta está siempre de cara a la estrella, de tal modo que cada mitad muestra perpetuamente el día o la noche. Esto podría significar que tienen patrones climáticos totalmente diferentes a los de la Tierra, con fuertes vientos soplando desde el lado del día hacia el lado de la noche y con cambios extremos de temperatura.

(Imagen ampliable) En la fila superior, ilustraciones de los siete planetas de TRAPPIST-1 con sus períodos orbitales, distancias de su estrella, radios y masas en comparación con los de la Tierra. En la fila inferior, los mismos números se muestran para los cuerpos de nuestro sistema solar interior: Mercurio, Venus, Tierra y Marte. Imagen: NASA/JPL-Caltech/R. Hurt, T. Pyle (IPAC)

Spitzer, un telescopio infrarrojo que sigue a la Tierra en su órbita alrededor del sol, resultó ser muy adecuado para estudiar TRAPPIST-1 porque la estrella brilla con mayor intensidad en la luz infrarroja, cuyas longitudes de onda son más largas de lo que el ojo humano puede apreciar. En otoño de 2016, Spitzer observó TRAPPIST-1 casi continuamente durante 500 horas. Spitzer estaba en una posición única en su órbita para observar suficientes cruces (tránsitos) de los planetas frente a la estrella anfitriona para revelar la compleja arquitectura del sistema. Los ingenieros optimizaron la capacidad de Spitzer para observar planetas en tránsito durante la “misión caliente” de Spitzer, que comenzó después de que el refrigerante de la nave espacial se agotara según lo planeado después de los primeros cinco años de operaciones.

(Imagen ampliable) Los siete planetas descubiertos en órbita alrededor de la estrella enana roja TRAPPIST-1 podrían caber fácilmente dentro de la órbita de Mercurio, el planeta más interno de nuestro sistema solar. De hecho, tendrían espacio de sobra. TRAPPIST-1 también es sólo una fracción del tamaño de nuestro sol; No es mucho mayor que Júpiter. Así que las proporciones del sistema TRAPPIST-1 se parecen más a Júpiter y sus lunas que las de nuestro sistema solar. Imagen: NASA/JPL-Caltech/R. Hurt, T. Pyle (IPAC)

“Este es el resultado más emocionante que he visto en los 14 años de operaciones de Spitzer”, dijo Sean Carey, director del Centro de Ciencias Spitzer de la NASA en Caltech / IPAC en Pasadena, California, Estados Unidos. “Spitzer seguirá en el otoño para refinar aún más nuestra comprensión de estos planetas para así permitir el seguimiento del Telescopio Espacial James Webb. Más observaciones del sistema seguramente revelarán más secretos”.

Siguiendo con el descubrimiento hecho por Spitzer, el Telescopio Espacial Hubble de la NASA ha iniciado la revisión de cuatro de los planetas, incluyendo los tres dentro de la zona habitable. Estas observaciones tienen como objetivo evaluar la presencia de atmósferas gruesas, dominadas por hidrógeno, típicas de mundos gaseosos como Neptuno, alrededor de estos planetas.

En mayo de 2016, el equipo de Hubble observó los dos planetas más internos y no encontró evidencia de tales atmósferas gruesas. Esto reforzó la idea de que los planetas más cercanos a la estrella son de naturaleza rocosa.

(Imagen ampliable) TRAPPIST-1e. Imagen: NASA-JPL/Caltech

“El sistema TRAPPIST-1 proporcionará una de las mejores oportunidades en la próxima década para estudiar las atmósferas alrededor de los planetas de tamaño similar a la Tierra”, dijo Nikole Lewis, colíder del estudio realizado por el Hubble y astrónoma del Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial en Baltimore, Maryland, Estados Unidos. El telescopio espacial Kepler de la NASA también está estudiando el sistema TRAPPIST-1, realizando mediciones de los minúsculos cambios de brillo de la estrella debido a la transición de los planetas. Operando bajo el nombre de misión K2, las observaciones de la nave permitirán a los astrónomos refinar las propiedades de los planetas conocidos, así como buscar planetas adicionales en el sistema. Las observaciones de K2 concluyen a principios de marzo y se publicarán en el archivo público.

Spitzer, Hubble y Kepler ayudarán a los astrónomos a planear estudios de seguimiento utilizando el telescopio espacial James Webb de la NASA, que se lanzará en 2018. Con una sensibilidad mucho mayor, Webb podrá detectar las huellas químicas de agua, metano, oxígeno, ozono, y otros componentes de la atmósfera de los planetas. Webb también analizará las temperaturas de los planetas y las presiones superficiales, factores clave para evaluar su habitabilidad.

Artículo original publicado por la NASA. Revisado y traducido por ¡QFC!

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2017-02-23T21:13:03+00:00