El planeta del Infierno no es el exo-Venus que esperábamos

Un estudio reciente publicado en el servidor de preimpresión arXiv y aceptado en The Astrophysical Journal utiliza modelos informáticos para investigar por qué el exoplaneta TRAPPIST-1c no podría poseer una atmósfera espesa de dióxido de carbono (CO2) a pesar de recibir la misma cantidad de radiación solar de su estrella madre que el planeta Venus recibe de nuestro sol, teniendo este último una atmósfera de dióxido de carbono muy espesa.

Este estudio se produce después de que un estudio de junio de 2023 publicado en Nature utilizara datos del Telescopio Espacial James Webb (JWST) de la NASA para determinar que TRAPPIST-1c no posee una atmósfera de dióxido de carbono. Ambos estudios se producen mientras el sistema TRAPPIST-1, que se encuentra aproximadamente a 41 años luz de la Tierra y orbita su estrella en sólo 2,4 días, ha recibido mucha atención por parte de la comunidad científica en los últimos años debido al número de pruebas confirmadas. exoplanetas dentro del sistema y su potencial para fines de astrobiología.

«El sistema TRAPPIST-1 es especial porque alberga siete planetas del tamaño aproximado de la Tierra que existen en ubicaciones orbitales interiores, dentro y fuera de la zona habitable, donde puede existir agua líquida», dijo Katie Teixeria, asistente de investigación graduada. en el Departamento de Astronomía de la Universidad de Texas en Austin y autor principal del estudio, le dice a Universe Today.

«Dado que TRAPPIST-1 es una estrella enana M (a diferencia del Sol, que es una estrella de tipo G), no estamos seguros de si sus planetas pueden retener atmósferas, lo cual es un requisito previo para la habitabilidad. Al buscar atmósferas en el sistema TRAPPIST-1 «Tenemos las primeras pistas sobre si los sistemas enanos M, que constituyen alrededor del 70% de las estrellas de nuestra galaxia, son propicios para la vida».

Para el estudio, los investigadores utilizaron una serie de modelos informáticos para simular la evolución de la atmósfera de TRAPPIST-1c, específicamente en relación con la cantidad de atmósfera del planeta que se perdió con el tiempo debido a la radiación solar de la estrella madre, también conocida como viento estelar (solar). pelar. Al final, los resultados indicaron que TRAPPIST-1c experimentó potencialmente una eliminación de aproximadamente 16 barras de gas CO2, que según los investigadores es menor que la cantidad actual de CO2 en la Tierra o Venus.

Por lo tanto, los investigadores concluyeron dos posibles escenarios para explicar la falta de pérdida de CO2 durante la vida de TRAPPIST-1c: o el planeta se formó inicialmente con bajas cantidades de volátiles, que a menudo incluyen dióxido de carbono, nitrógeno, agua e hidrógeno, y se encuentran en ambos La Tierra y Venus en grandes cantidades respectivas; o TRAPPIST-1c experimentó cantidades sustanciales de viento estelar durante su historia temprana.

«La principal conclusión de este estudio es que la extracción de viento estelar a largo plazo en el sistema TRAPPIST no es lo suficientemente fuerte como para eliminar una gran atmósfera de CO2 de TRAPPIST-1c y, por lo tanto, TRAPPIST-1c probablemente ha tenido deficiencia de carbono durante la mayor parte de toda su vida», le dice Teixeria a Universe Today.

Además de investigar la extracción del viento estelar en TRAPPIST-1c, los investigadores también utilizaron estos mismos modelos informáticos para investigar cómo los otros seis planetas dentro del sistema TRAPPIST-1 se vieron afectados por la extracción del viento estelar y si podían mantener sus atmósferas durante largas escalas de tiempo. Estos planetas, que actualmente se supone que son mundos rocosos y del tamaño de la Tierra, incluyen TRAPPIST-1b, TRAPPIST-1d, TRAPPIST-1e, TRAPPIST-1f, TRAPPIST-1g y TRAPPIST-1h, con TRAPPIST-1b orbitando dentro de TRAPPIST. -1c y e, f y g que residen dentro del HZ de la estrella.

Lo que hace que el sistema TRAPPIST-1 sea único son las distancias extremadamente compactas de los planetas entre sí, ya que los siete orbitan dentro de la órbita de Mercurio, lo que hace que la investigación sobre el potencial desprendimiento de vientos estelares sea aún más atractiva. Sin embargo, a pesar de sus órbitas compactas, los investigadores hicieron un descubrimiento intrigante utilizando sus modelos informáticos.

Teixeria dice: «Predecimos que los planetas TRAPPIST-1 más distantes pueden retener atmósferas porque la pérdida de masa atmosférica debido al viento estelar disminuye con el cuadrado de la distancia a la estrella, y es poco probable que el efecto invernadero descontrolado ocurra en estos planetas distantes. planetas más fríos. Esto significa que es probable que el agua y otras moléculas permanezcan más cerca de la superficie en lugar de evaporarse lejos del planeta».

De cara al futuro, los investigadores señalan que futuras observaciones del JWST les permitirán comprender mejor la composición y el tamaño de las atmósferas de todos los planetas de TRAPPIST-1.

Con información de arXiv