16 Sep James Webb estudia la atmósfera del exoplaneta TRAPPIST-1e

Los científicos se encuentran en pleno proceso de observación del exoplaneta TRAPPIST-1e con el Telescopio Espacial James Webb de la NASA. Un análisis cuidadoso de los resultados obtenidos hasta ahora plantea varios escenarios potenciales sobre cómo podrían ser su atmósfera y superficie.

“Los instrumentos de infrarrojos del Webb nos están dando más detalle del que jamás habríamos podido obtener, y las cuatro primeras observaciones que hemos podido realizar de TRAPPIST-1e nos muestran con qué podremos trabajar cuando llegue el resto de la información”, dice Néstor Espinoza, del Instituto de Ciencia del Telescopio Espacial en Baltimore, Maryland, investigador principal del equipo.

Un exoplaneta en zona habitable

De los siete mundos de tamaño terrestre que orbitan la enana roja TRAPPIST-1, el exoplaneta TRAPPIST-1e es de particular interés porque se encuentra en la llamada «zona habitable».

La zona habitable es la distancia a la estrella en la que la temperatura del exoplaneta es suficientemente templada, por lo que es posible la existencia de agua líquida en su superficie, pero solo si el planeta posee una atmósfera.

Ahí entra en juego el James Webb. Los investigadores dirigieron el poderoso instrumento NIRSpec (Espectrógrafo de Infrarrojo Cercano) del Webb hacia el sistema cuando el exoplaneta transitaba, es decir, pasaba frente a su estrella.

La luz estelar que atraviesa la atmósfera de TRAPPIST-1e, si existe, es absorbida parcialmente, y las correspondientes caídas en el espectro de luz que llega al Webb indican a los astrónomos qué compuestos químicos están presentes.

Con cada tránsito adicional, la composición atmosférica del exoplaneta se vuelve más clara a medida que se acumulan más datos.

Atmósferas primaria y secundaria

Aunque aún quedan abiertas múltiples posibilidades para TRAPPIST-1e, ya que solo se han analizado cuatro tránsitos, los investigadores creen que el planeta ya no conserva su atmósfera primaria u original.

TRAPPIST-1 es una estrella muy activa, con frecuentes erupciones, por lo que no sorprende que cualquier atmósfera de hidrógeno y helio con la que TRAPPIST-1e pudiera haberse formado haya sido eliminada por la radiación estelar.

Sin embargo, muchos planetas, incluida la Tierra, desarrollan una atmósfera secundaria más densa tras perder la primaria. Es posible que TRAPPIST-1e nunca haya podido hacerlo y no posea una atmósfera secundaria.

No obstante, los investigadores señalan que existe la misma probabilidad de que sí la tenga, y el equipo ha desarrollado métodos novedosos para trabajar con los datos de Webb y determinar la atmósfera de TRAPPIST-1e.

Posible presencia de agua líquida

Los investigadores consideran poco probable que la atmósfera de TRAPPIST-1e esté dominada por dióxido de carbono, de forma análoga a la atmósfera densa de Venus o a la delgada de Marte.

Sin embargo, también advierten que no existen paralelismos directos con nuestro sistema solar.

“TRAPPIST-1 es una estrella muy diferente a nuestro Sol, y, por tanto, el sistema planetario que la rodea también es muy distinto, lo que pone a prueba tanto nuestras observaciones como nuestros modelos teóricos”, explica la investigadora del equipo Nikole Lewis, profesora asociada de astronomía en la Universidad de Cornell.

Si hubiera agua líquida en TRAPPIST-1e, los investigadores señalan que iría acompañada de un efecto invernadero, en el que diversos gases, particularmente el dióxido de carbono, mantendrían la atmósfera estable y el planeta cálido.

“Un poco de efecto invernadero puede marcar una gran diferencia”, dice Lewis, y las mediciones no descartan la presencia de suficiente dióxido de carbono para sostener cierta cantidad de agua en la superficie de TRAPPIST-1e.

Según el análisis del equipo, el agua en TRAPPIST-1e podría presentarse en forma de un océano global o cubrir solo una parte del planeta en la zona donde la estrella se encuentra en un mediodía perpetuo, rodeada de hielo.

Esto sería posible porque, debido al tamaño de los planetas TRAPPIST-1 y a sus órbitas cercanas a la estrella, se cree que todos están acoplados por marea, con un hemisferio siempre iluminado y el otro siempre en oscuridad.

Una técnica innovadora

Un equipo liderado por Néstor Espinoza y Natalie Allen está realizando 15 nuevas observaciones de TRAPPIST-1e con una técnica innovadora: observar los tránsitos de los planetas b y e casi de forma consecutiva.

Como se cree que TRAPPIST-1b no tiene atmósfera, sus datos permiten aislar el efecto de la estrella. Al comparar esos resultados con los de TRAPPIST-1e, cualquier señal adicional podría atribuirse a la atmósfera de este último.

Los investigadores destacan que este es un avance pionero en la exploración de planetas similares a la Tierra a 40 años luz, abriendo nuevas posibilidades para estudiar si podrían albergar vida.

Fuente: NASA Webb Looks at Earth-Sized, Habitable-Zone Exoplanet TRAPPIST-1 e