TRAPPIST-1, un sistema planetario en miniatura con varios planetas potencialmente habitables
El descubrimiento de exotierras es uno de los objetivos
más importantes de la astronomía moderna. Detectar un planeta con las
dimensiones de la Tierra situado en la zona habitable de su estrella
parecía un sueño hace tan solo unos años. Y sin embargo ya conocemos
unos cuantos. Algo mucho menos frecuente es encontrar sistemas con más
de un planeta potencialmente habitable. Pero, ¿y si te digo que acabamos
de descubrir una estrella con siete planetas de los cuales cuatro
podrían ser potencialmente habitables? Pues eso es justo lo que acaba de
ocurrir hoy. Te presento a TRAPPIST-1.
El sistema TRAPPIST-1 ya era conocido
por albergar tres planetas, uno de los cuales parecía estar justo fuera
de la zona habitable. TRAPPIST-1, también conocida con el bonito nombre
de 2MASS J23062928−0502285, es una pequeña estrella enana roja de tipo
espectral M8 situada a 39 años luz con una masa que apenas alcanza el 8%
de la solar. Su pequeño tamaño explica que la zona habitable esté muy
pegada a su estrella, una disposición que ya hemos visto en otros casos,
como por ejemplo el planeta más cercano a la Tierra, Proxima b. Sin
embargo, ahora un equipo de investigadores liderado por Michaël Gillon
ha descubierto gracias al método del tránsito que en realidad son siete y
no tres los planetas que giran alrededor de TRAPPIST-1.
Ya conocemos otros sistemas múltiples, pero lo fascinante de
TRAPPIST-1 es que los siete planetas tienen un tamaño parecido a la
Tierra y varios se encuentran en la zona habitable. Todos ellos se
encuentran a poca distancia de la estrella, con periodos de entre 1,5 y
20 días. TRAPPIST-1 d, e y h son incluso más pequeños que la Tierra.
Además, puesto que es un sistema múltiple y compacto, se ha podido
aplicar la técnica TTV (Transit Timing Variations) para
calcular las masas de los planetas. Somos afortunados, porque recordemos
que normalmente el método del tránsito solo nos da información sobre el
tamaño de un planeta, pero no su masa. Conociendo las dimensiones y su
masa somos capaces de estimar la densidad de los planetas y, por lo
tanto, llegar a alguna conclusión sobre sus propiedades (por contra,
solo conocemos la masa mínima de Proxima b, pero no su tamaño, ya que
fue descubierto por el método de la velocidad radial).
Los planetas d, e, f y g están en la zona habitable, esto es, la zona
alrededor de la estrella donde puede existir agua líquida en la
superficie de un planeta si se dan las condiciones adecuadas (entre
ellas, que haya una atmósfera digna de mención). ¡Cuatro planetas en la
zona habitable! Esto sí que es un récord. Naturalmente, los criterios de
definición de zona habitable son un tanto subjetivos, así que los
cuatro entrarían en la zona habitable solo si nos decantamos por la
definición más optimista de la misma. Pero incluso si optamos por la
llamada definición pesimista, más exigente, los planetas e, f y g
seguirían estando en su interior.
Ya que la Tierra está más cerca del límite interior de la zona
habitable del sistema solar que del exterior se suele considerar que
cuanto más cerca de este límite esté un mundo, tanto mejor (obviamente,
no todo el mundo está de acuerdo). Por eso no debemos perder de vista a
TRAPPIST-1 e y f, ambos en la parte interna de la zona habitable.
TRAPPIST-1 e tiene el 92% del tamaño de la Tierra, mientras que
TRAPPIST-1 f es un poquito más grande, con un radio de 1,04 veces el de
nuestro planeta. Por contra, TRAPPIST-1 g, también situado en la zona
habitable, pero en la parte exterior tiene un radio de 1,13 veces el de
la Tierra y quizás tenga una atmósfera demasiado densa para que sea
compatible con la vida. O quizás sea todo lo contrario y precisamente
esa atmósfera contenga gases de efecto invernadero que permitan mantener
temperaturas óptimas en la parte exterior de la zona habitable. Tampoco
debemos obviar el calentamiento interno provocado por las fuerzas de
marea debido a la escasa distancia a la que se encuentran los planetas
entre sí.
En cualquier caso, las estimaciones de densidad sugieren que se trata
de mundos con poco contenido en metales y muchos volátiles, así que es
fácil que tengan algún tipo de atmósfera a su alrededor (un dato que
obviamente desconocemos). El sistema TRAPPIST-1 tiene unas proporciones
que recuerdan a los satélites galileanos de Júpiter más que al sistema
solar en su conjunto y la propia estrella es solo un poco más grande que
Júpiter. Por eso muchos investigadores creen que los mecanismos de
formación planetaria de las enanas rojas son más parecidos a los de un
gigante gaseoso que a una estrella como el Sol (los cuatro satélites
galileanos orbitan Júpiter en resonancia con periodos comprendidos entre
1,7 y 17 días, lo que recuerda poderosamente al sistema TRAPPIST-1).
Los mundos de TRAPPIST-1 deben superar los enormes desafíos que conlleva el vivir cerca de una enana roja. Como ya comentamos
con motivo del reciente descubrimiento de Proxima b, lo más probable es
que estos mundos sufran acoplamiento de marea y muestren siempre el
mismo hemisferio hacia su estrella. Esto quiere decir que en un lado del
planeta será de día continuamente y en otro tendremos una noche eterna.
Aunque también es posible que, si su órbita es un poquito excéntrica,
roten en resonancia con el periodo de traslación, como le ocurre a
Mercurio. Por otro lado, las enanas rojas son famosas por emitir enormes
cantidades de rayos X y partículas que pueden esterilizar un planeta
que esté demasiado cerca, algo que podría evitarse con una atmósfera lo
suficientemente densa y un buen campo magnético (aunque la baja densidad
de los planetas provoca que sea más difícil imaginar un núcleo de
hierro y níquel de dimensiones adecuadas para producir una magnetosfera
potente). Otro factor a tener en cuenta para analizar la habitabilidad
es la edad del sistema. Desgraciadamente resulta muy complicado calcular
la edad de una estrella, así que solo es posible asegurar que tiene más
de 500 millones de años, pero al tratarse de una enana roja podría
tener miles de millones. Y, al revés, TRAPPIST-1 seguirá brillando
cuando la mayor parte de las estrellas de la Galaxia se hayan apagado.
La zona habitable de TRAPPIST-1, al igual que las de otras enanas
rojas, se ha ido contrayendo con el tiempo. O sea, que los mundos que
ahora son habitables antes eran demasiado calientes para serlo. Esto
implica que quizás sufrieron una etapa de ‘secado’ durante la cual el
agua que pudieran contener pudo desaparecer debido a un efecto
invernadero descontrolado como el de Venus. No obstante, TRAPPIST-1 es
un sistema compacto y los modelos teóricos favorecen una formación a
gran distancia de la estrella. Por lo tanto, es probable que estos
planetas se hayan formado lejos durante la fase más caliente de la
estrella y luego fueran migrando hacia el interior, evitando la fase de
deshidratación por efecto invernadero. Un escenario de formación lejana
cuadra con la baja densidad estimada para los planetas.
Este descubrimiento ha sido posible gracias a ocho telescopios
terrestres distintos, incluidos el gran VLT del ESO en Chile y el
William Herschel de La Palma. Además se han usado las observaciones de
los telescopios espaciales Hubble y Spitzer de la NASA, de ahí que la
agencia espacial norteamericana haya convocado una rueda de prensa para
dar la noticia. El telescopio infrarrojo Spitzer ha sido fundamental
para confirmar los parámetros de los siete planetas y, de hecho, el
séptimo planeta más alejado solo ha sido detectado por el Spitzer con un
único tránsito. Por lo tanto su existencia está en cuestión hasta que
sea confirmado por otros instrumentos.
TRAPPIST-1 no está tan cerca como Proxima Centauri, pero se encuentra
a ‘solo’ 39 años luz. Esta relativa cercanía la convierte en un
candidato ideal para el futuro telescopio espacial James Webb y los
telescopios gigantes de nueva generación. Con suerte durante la próxima
década seremos capaces de analizar la atmósfera de alguno de los
planetas de TRAPPIST-1. Y, como soñar es gratis, no cuesta nada imaginar
un sistema no ya con uno, sino con varios planetas compatibles con
formas de vida microbiana.
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