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Tres “nuevas Tierras” en un Sistema Solar lejano

A esta altura, es probable que hayas escuchado del último descubrimiento astronómico en el área de los exoplanetas: un sistema de siete planetas de tamaños similares a la Tierra orbitando alrededor de una estrella a aproximadamente 39 años luz de nuestro Sol. Además, tres de esos planetas se encuentran en la zona habitable de la estrella, lo que significa que están a una distancia adecuada para que su temperatura permita la existencia de agua en estado líquido. Este descubrimiento fija un nuevo récord en la búsqueda de planetas en la zona habitable. En el artículo de hoy, explicaremos este descubrimiento.

Figura 1. Impresión artística del Sistema compuesto por TRAPPIST-1 y sus 7 planetas. Créditos NASA/JPL-Caltech

 

Primer descubrimiento

En Mayor del 2016, científicos publicaron el descubrimiento de tres planetas del tamaño de la Tierra alrededor de una estrella llamada TRAPPIST-1. Observaciones de esta estrella que se realizaron con el telescopio TRAPPIST (Telescopio Pequeño para Planetas y Planetesimales en Tránsito), situado en el Observatorio La Silla, y cuyo diámetro de abertura es de 60 cm, mostraron que existía un cambio en el brillo recibido de esta estrella en la Tierra. Este método – llamado “de tránsito ” – se usa para detectar planeta extrasolares, y se basa en que la cantidad de luz que nosotros recibimos de una estrella será variable si es que existen fuentes moviéndose alrededor de ésta. Pensemos en un ejemplo sencillo: si tenemos una ampolleta con una bolita oscura muy pequeña orbitando a su alrededor, pero que no podemos ver. Si logramos registrar la luz que recibimos de la ampolleta, cada vez que la bolita esté en la línea de visión entre nosotros y la ampolleta, recibiremos menos luz. En cambio, si la ampolleta no está entre la bolita y nosotros, notaremos un incremento en el brillo. Lo mismo pasa con los planetas alrededor de estrellas. Un esquema de este método se puede ver en la Figura 2.

Figura 2: Ilustración del método de tránsito para la detección de exoplanetas. Consiste en medir si existe variación en el brillo que recibimos de una estrella en distintos períodos. Si lo hay, indica que existe un cuerpo oscuro cercano a la estrella que orbita a su alrededor. Créditos: Wikipedia / Hans Deeg.

Las observaciones de la estrella TRAPPIST-1 mostraron un cambio en su brillo, pero notaron que esta variación era irregular, indicando la presencia de más de un planeta en órbita: tres en este caso. Este primer descubrimiento llevó a los astrónomos a observar nuevamente esta estrella con varios otros telescopios terrestres, entre ellos VLT en Chile y UKIRT en Manu Kea, Hawaii. Además, se realizó un seguimiento continuo de 20 días de la estrella con el telescopio espacial Spitzer (ver Figura 3). De estas observaciones se concluyó que existían 4 planetas más que los encontrados anteriormente, sumando 7 planetas en total.

Figura 3: a, b, Arriba, los puntos oscuros representan mediciones fotométricas del brillo de la estrella hechas con Spitzer durante 4 semanas. Los puntos grises más claros muestran mediciones hechas en telescopios terrestres. Los diamantes de colores muestran las posiciones de los tránsitos planetarios. c, Izquierda abajo, mediciones fotométricas de Spitzer organizadas de acuerdo con cada planeta (que son nombrados con siete letras consecutivas del abecedario – b, c, d, e, f, g, h ) para producir sus curvas de luz respectivas. d, Representación de las órbitas de cada planeta. El anillo gris y las dos líneas discontinuas representan la zona alrededor de la cual podría existir agua de manera abundante en la superficie de un planeta del tamaño de la Tierra, estimado de dos maneras diferentes: una más conservadora (línea interior) y otra menos conservadora (línea exterior) . Crédito: Figura 1 del artículo.

La estrella y sus planetas

La estrella en torno a la cual giran estos planetas fue bautizada como TRAPPIST-1. Es una estrella enana ultra-fría, con una masa y radios correspondientes al 8% y 11% del Sol, respectivamente.

Todos los planetas orbitan más cerca de TRAPPIST-1 que Mercurio del Sol. El hecho que su temperatura y luminosidad sea baja permite que los planetas estén tan cerca y puedan orbital de forma estable. Por la misma razón, el tiempo que se demoran en orbitar alrededor de su estrella es mucho más corto que el nuestro, midiéndose períodos orbitales que van desde los 1.51 a 12.35 días terrestres.

Además, se encontró que cinco de esos planetas tienen tamaños similares a los de la Tierra, mientras que otros dos tienen un tamaño relativamente menor. También se realizaron estimaciones de su masa, encontrando que 6 de ellos tienen una composición rocosa. Con observaciones más profundas, sería posible también determinar los elementos volátiles en este planeta, que indican si existen elementos como una atmósfera, por ejemplo.

El sistema TRAPPIST-1 es un sistema compacto análogo al interior del Sistema Solar, por lo que representa una oportunidad única para poder caracterizar la temperatura de planetas parecidos a la Tierra que orbitan estrellas más pequeñas y frías que nuestro Sol.

La Zona Habitable

Ahora que conocemos el sistema, podemos profundizar en el concepto de ‘zona habitable‘. Éste corresponde a la región esférica alrededor de una estrella en la cual la radiación de ésta permitiría la existencia de agua líquida. Para entenderlo mejor, se puede pensar en términos de temperatura, siendo la región en la cual la temperatura promedio permite su existencia. Si un planeta está muy cerca de una estrella, recibirá una alta cantidad de radiación, y estará expuesto a una temperatura que producirá la evaporación del agua. En el caso de estar muy lejos, el agua se encontrará en estado sólido debido a las bajas temperaturas. Sin embargo, que un planeta se encuentre en esta zona, no nos asegura que tendrá agua. Para ello se deben dar las condiciones adecuadas en cuanto a su atmósfera, composición, rotación, traslación, y muchos otros factores.

En el caso de nuestro Sistema Solar, Venus se encuentra en el límite interior de la zona habitable, mientras Marte se encuentra en ella. Esto no significa que Marte tenga agua líquida, pero sí que se dan las condiciones para que esto suceda.

En el sistema de TRAPPIST-1 Los siete planetas podrían tener temperaturas que permitieran la existencia de agua líquida, pero las posibilidades son mayores para tres de ellos, lo que se puede ver graficado en la figura 3.

¿Visitaremos TRAPPIST – 1?

Desafortunadamente, este sistema está muy lejos para que nuestra tecnología nos permita llegar allá. Sin embargo, las observaciones del telescopio espacial James Webb – que será lanzado en 2018 – nos permitirán detectar trazas de oxígeno, metano, ozono y otros componentes de la atmósfera de estos planetas. También podremos analizar las temperaturas y presiones superficiales en ellos, que son factores fundamentales para calcular su habitabilidad, lo que hace a éste un muy importante descubrimiento.

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  1. Pingback: Rompiendo cadenas planetarias y descifrando la dicotomía de Kepler | Astrobites en español - 29/04/2017

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