Ciencia

Slowblog: Fascinantes descubrimientos del telescopio espacial James Webb


A veces es un descubrimiento no hacer un descubrimiento: el planeta más interno del sistema estelar Trappist-1 no tiene atmósfera. Un equipo de investigación llegó a esta conclusión con la ayuda del telescopio espacial James Webb. Los investigadores publicaron sus resultados en la revista especializada “Nature”. El sistema estelar Trappist-1 ha sido el foco de la investigación de exoplanetas desde que se descubrieron sus exoplanetas en 2016: hay siete exoplanetas allí, todos planetas rocosos del tamaño de la Tierra. Algunos de ellos pueden incluso estar en la zona habitable alrededor de su pequeña y muy débil estrella. Al menos allí no se descartaría por completo la existencia de agua líquida.

Por supuesto, los modelos habituales del sistema ya habían predicho que el planeta más interior Trappist-1 b probablemente no tenía atmósfera. El planeta rocoso, aproximadamente del tamaño de la Tierra, orbita su estrella central a una distancia tan pequeña que recibe cuatro veces más radiación que la que la Tierra recibe del sol. Además, las estrellas enanas rojas como Trappist-1, aunque relativamente débiles, son conocidas por sus explosiones de radiación de alta energía, que potencialmente pueden destruir las atmósferas existentes. Dado que Trappist-1 b siempre asigna exactamente el mismo lado a su estrella, un lado siempre es de día y el otro siempre es de noche. Un año en Trappist-1b dura sólo alrededor de 1,5 días terrestres.

El número de planetas y el hecho de que el sistema Trappist-1 se encuentra a sólo cuarenta años luz de la Tierra, en la constelación de Acuario, y por lo tanto puede ser examinado con relativa facilidad con telescopios, lo convierten en un objetivo de observación popular, incluso para el astronauta James Webb. Gracias a su alta resolución y extrema sensibilidad, esto podría revelar algunos secretos más del sistema Trappist-1; por ejemplo, si sus planetas tienen atmósferas o no y, en caso afirmativo, qué moléculas se encuentran en esas atmósferas: ¿vapor de agua? ¿Dióxido de carbono? ¿Oxígeno?

Para el planeta más interno Trappist-1b, los investigadores dirigidos por Thomas Greene del Centro de Investigación Ames de la NASA explotaron un fenómeno llamado tránsito secundario. Durante el tránsito secundario, desde nuestra perspectiva, el exoplaneta desaparece brevemente detrás de la estrella. Esto provoca una pequeña fluctuación en el brillo de la luz de la estrella. Los investigadores no pueden resolver espacialmente un fenómeno de este tipo, ni siquiera con el telescopio espacial James Webb. Pero como normalmente ven la luz de la estrella más la luz reflejada del exoplaneta, el brillo observado disminuye ligeramente durante el tránsito secundario.

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Del oscurecimiento medido se puede deducir la temperatura real del planeta. Para Trappist-1b, los investigadores calcularon un valor de 503 Kelvin, lo que corresponde a unos 230 grados Celsius. Este es exactamente el valor que teóricamente se esperaría de un planeta así si no tuviera atmósfera: porque en este caso su temperatura depende exclusivamente de la distancia a su estrella, así como de la temperatura y el radio de la estrella. Para Trappist-1b obtienes un valor de 508 Kelvin. Dentro del error de medición, esto coincide perfectamente con la temperatura del planeta rocoso medida mediante el tránsito secundario.

Y hay otra indicación: si el planeta tuviera atmósfera, parte del calor se redistribuiría hacia el lado alejado de la estrella debido a procesos de circulación atmosférica. Por lo tanto, se esperaría que el valor medido de su temperatura fuera ligeramente inferior al valor calculado. Por ejemplo, las atmósferas que contienen dióxido de carbono u oxígeno deberían ser especialmente perceptibles en las mediciones. Pero no fue así.

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La conclusión más obvia de estas mediciones es que el exoplaneta Trappist-1b no tiene una atmósfera notable. Como ya se mencionó, esto no es particularmente sorprendente. Pero este es un importante paso adelante para el estudio de exoplanetas: sólo el telescopio espacial James Webb es lo suficientemente sensible para realizar tales mediciones. Y, por supuesto, también es cierto lo contrario: si Trappist-1b tuviera atmósfera, no habría permanecido oculto al telescopio espacial James Webb. Pero la decepción no es demasiado grande. Después de todo, Trappist-1 todavía tiene otros seis exoplanetas cuyas atmósferas podrán explorarse más adelante. Los planetas exteriores Trappist-1e-g se consideran candidatos prometedores para albergar vida.


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