26 Sept, Madrid (EUROPA PRESS).
Nuevos datos del telescopio espacial James Webb (JWST) sobre TRAPPIST-1 b, el planeta más cercano a una estrella del sistema solar TRAPPIST-1, ilustran la complejidad del estudio de estos mundos.
En el sistema solar conocido como TRAPPIST-1, a 40 años luz del Sol, siete planetas del tamaño de la Tierra orbitan alrededor de estrellas frías.
Los astrónomos han obtenido nuevos datos del telescopio espacial James Webb (JWST) sobre TRAPPIST-1 b, el planeta más cercano a su estrella en el sistema solar TRAPPIST. Estas nuevas observaciones permiten comprender cómo afecta esa estrella a las observaciones de exoplanetas en la zona habitable de estrellas frías. En la zona habitable, aún puede existir agua líquida en la superficie de los planetas en órbita.
Un equipo de investigadores, entre los que se encuentra Ryan McDonald, astrónomo de la Universidad de Michigan y becario Sagan de la NASA, publicó el estudio en la revista Astrophysical Journal Letters.
Nuestras observaciones no mostraron signos de atmósfera alrededor de TRAPPIST-1 b. Esto indica que el planeta puede ser roca desnuda, o tener nubes en lo alto de la atmósfera, o la atmósfera puede ser demasiado pequeña para ser detectada debido a la presencia de moléculas muy pesadas como el dióxido de carbono», dijo McDonald en un comunicado. Sin embargo, son los efectos estelares los que dominan nuestras observaciones, y es probable que ocurra lo mismo con otros planetas del sistema».
La mayor parte del trabajo del equipo se centró en cuánto se puede aprender sobre las influencias estelares a partir de las observaciones de los planetas del sistema Trappist-1.
Si no descubrimos cómo lidiar con estas estrellas ahora», dice McDonald, «será difícil ver señales atmosféricas cuando observemos planetas en la zona habitable [TRAPPIST-1 d, e y f]».
TRAPPIST-1 es una estrella mucho más pequeña y fría que el Sol, a unos 40 años luz de la Tierra, y ha atraído la atención de científicos y aficionados al espacio desde el descubrimiento de siete exoplanetas del tamaño de la Tierra en 2017. Estos planetas están densamente empaquetados alrededor de sus estrellas, tres de los cuales se encuentran dentro de la zona habitable.
El estudio, dirigido por Olivia Lim, del Laboratorio de Exoplanetas Trontier de la Universidad de Montreal, utilizó una técnica denominada espectroscopia de transmisión para obtener información importante sobre las propiedades de Trappist 1 b. Analizando la luz de la estrella central tras atravesar la atmósfera de un exoplaneta durante el tránsito, los astrónomos pueden ver las huellas únicas que dejan las moléculas y átomos que se encuentran en su atmósfera.
Un hallazgo importante de esta investigación fue la significativa influencia de la actividad y la contaminación estelar a la hora de intentar determinar la naturaleza de los exoplanetas. La contaminación estelar es el efecto de las características propias de una estrella, como las regiones oscuras llamadas manchas y las regiones brillantes llamadas fáculas, en la medición de la atmósfera de un exoplaneta. El equipo ha hallado pruebas convincentes de que la contaminación estelar desempeña un papel importante en la conformación del espectro de transmisión de TRAPPIST-1 b y, posiblemente, de otros planetas del sistema. La actividad de la estrella central crea una «señal fantasma» que induce a los observadores a pensar que han detectado ciertas moléculas en la atmósfera del exoplaneta.
Los resultados subrayan la importancia de tener en cuenta la contaminación estelar a la hora de planificar futuras observaciones de todos los sistemas exoplanetarios. Esto es especialmente cierto en el caso de sistemas como Trappist-1, que está situado alrededor de una enana roja y presenta manchas estelares especialmente activas y llamaradas frecuentes.
Además de las manchas estelares y la contaminación nebular, se han observado llamaradas estelares (fenómenos impredecibles en los que las estrellas aparecen brillantes durante minutos u horas)». Estas llamaradas afectaron a nuestras mediciones de la cantidad de luz bloqueada por el planeta. Estas señales de actividad estelar son difíciles de modelizar, pero hay que tenerlas en cuenta para interpretar correctamente los datos.
McDonald ejecutó millones de modelos para explorar todas las propiedades de los puntos estelares fríos, las regiones de actividad estelar caliente y las atmósferas planetarias que podrían explicar las observaciones del JWST.
Los siete planetas de TRAPPIST-1 eran candidatos atractivos para encontrar exoplanetas del tamaño de la Tierra con atmósfera, pero la proximidad de TRAPPIST-1 b a su estrella lo situaba en condiciones más duras que sus planetas hermanos. Recibe del Sol cuatro veces más radiación que la Tierra, y la temperatura de su superficie oscila entre 120 y 220 grados Celsius.
Sin embargo, si TRAPPIST-1 b tuviera atmósfera, sería el más fácil de detectar y explicar de todos los objetos del sistema. TRAPPIST-1 b es el planeta más cercano a su estrella y, por tanto, el más caliente del sistema, por lo que su tránsito genera una señal más intensa. Estos factores hacen de TRAPPIST-1 b un objetivo de observación muy importante pero difícil.
Para tener en cuenta los efectos de la contaminación estelar, el equipo realizó dos recuperaciones atmosféricas independientes, un método para determinar el tipo de atmósfera presente en TRAPPIST-1 b a partir de las observaciones En el primer enfoque, se eliminó la contaminación estelar de los datos antes del análisis. En el segundo, realizado por McDonald, la contaminación estelar y las atmósferas planetarias se modelaron y ajustaron simultáneamente.
En ambos casos, se demostró que los espectros de TRAPPIST-1 b coincidían bien sólo con la contaminación estelar modelizada. Este resultado no aporta pruebas de la existencia de una atmósfera en el planeta. Este resultado es muy valioso porque indica a los astrónomos qué tipos de atmósfera son incompatibles con los datos observacionales. Basándose en las observaciones del JWST, el equipo del Dr. Lim examinó diferentes modelos atmosféricos de TRAPPIST-1 b y consideró distintas composiciones y posibles escenarios. Los resultados muestran que una atmósfera rica en hidrógeno y sin nubes queda descartada con un alto grado de fiabilidad. En otras palabras, no parece existir una atmósfera extendida distinta alrededor de TRAPPIST-1 b.
Sin embargo, no pueden excluirse atmósferas delgadas como las de agua pura, dióxido de carbono y metano, ni atmósferas como la de Titán, satélite de Saturno y el único con atmósfera del sistema solar. Estos resultados concuerdan en general con las observaciones diurnas del JWST de TRAPPIST-1 b, el primer espectro del planeta TRAPPIST-1 observado monocromáticamente con el instrumento MIRI.
Mientras los astrónomos continúan explorando otros planetas rocosos en el vasto universo, estos hallazgos alimentarán futuros programas de observación en JWST y otros telescopios y contribuirán a una comprensión más amplia de las atmósferas exoplanetarias y su potencial habitabilidad.
