De los siete mundos del tamaño de la Tierra que orbitan la estrella enana roja TRAPPIST-1, un planeta en particular ha atraído la atención de los científicos. Este planeta orbita la estrella dentro de la «zona Ricitos de Oro», una distancia donde teóricamente es posible la presencia de agua en su superficie, pero solo si el planeta tiene atmósfera. Y donde hay agua, podría haber vida.
Dos artículos científicos recientes detallan las observaciones iniciales del sistema TRAPPIST-1 obtenidas por un grupo de investigación que utiliza el Telescopio Espacial James Webb de la NASA, publicados en The Astrophysical Journal Letters. En estas publicaciones, los autores, entre ellos Sukrit Ranjan, del Laboratorio Lunar y Planetario de la Universidad de Arizona, presentan un análisis exhaustivo de los resultados hasta la fecha y ofrecen varios escenarios posibles sobre la atmósfera y la superficie del planeta.
Si bien estos informes son intrigantes y muestran avances en la caracterización del exoplaneta potencialmente similar a la Tierra más cercano, Ranjan insta a la cautela en un tercer artículo, también publicado en The Astrophysical Journal Letters, argumentando que se necesitan estudios más rigurosos para determinar si TRAPPIST-1e tiene atmósfera y si los indicios preliminares de metano detectados por James Webb son realmente indicios de atmósfera o tienen su origen en su estrella anfitriona.
El sistema TRAPPIST, llamado así por el estudio que lo descubrió —el proyecto «Planetas en Tránsito y Planetesimales Pequeños»—, se encuentra a unos 39 años luz de la Tierra. Se asemeja a una versión en miniatura de nuestro sistema solar. La estrella y todos sus planetas cabrían cómodamente dentro de la órbita del planeta Mercurio. Un «año» para cualquier planeta TRAPPIST dura apenas unos días según los estándares terrestres.
«La tesis básica para TRAPPIST-1e es la siguiente: si tiene atmósfera, es habitable», afirmó Ranjan, profesor adjunto de la LPL. Pero ahora mismo, la pregunta de primer orden debe ser: «¿Existe siquiera una atmósfera?».
Para responder a esta pregunta, los investigadores apuntaron el potente instrumento Espectrógrafo de Infrarrojo Cercano (NIRSpec) del telescopio espacial al sistema TRAPPIST mientras el planeta TRAPPIST-1e transitaba, o pasaba frente a, su estrella anfitriona. Durante un tránsito, la luz estelar se filtra a través de la atmósfera del planeta, si la hay, y es parcialmente absorbida, lo que permite a los astrónomos deducir qué sustancias químicas podría contener. Con cada tránsito adicional, el contenido atmosférico se vuelve más claro a medida que se recopilan más datos.
Los cuatro tránsitos de TRAPPIST-1e estudiados por el equipo revelaron indicios de metano. Sin embargo, dado que la estrella de TRAPPIST-1e es una enana M, de aproximadamente una décima parte del tamaño de nuestro Sol y solo un poco más grande que Júpiter, sus propiedades únicas exigen una mayor cautela al interpretar los datos, explicó Ranjan.
«Mientras que el Sol es una estrella enana amarilla brillante, TRAPPIST-1 es una enana roja ultrafría, lo que significa que es significativamente más pequeña, fría y tenue que nuestro Sol», explicó. «De hecho, lo suficientemente fría como para permitir la presencia de moléculas de gas en su atmósfera. Reportamos indicios de metano, pero la pregunta es: ‘¿Se puede atribuir el metano a moléculas en la atmósfera del planeta o a las de la estrella anfitriona?'»
Para resolver esta cuestión, Ranjan y sus colegas simularon escenarios en los que TRAPPIST-1e podría tener una atmósfera rica en metano y evaluaron la probabilidad de cada uno. En el escenario más probable de los estudiados, el planeta se asemejaba a Titán, la luna rica en metano de Saturno. Sin embargo, el trabajo demostró que incluso ese escenario era muy improbable.
«Basándonos en nuestro trabajo más reciente, sugerimos que el indicio preliminar de una atmósfera reportado anteriormente es más probable que se deba al ‘ruido’ de la estrella anfitriona», afirmó Ranjan. «Sin embargo, esto no significa que TRAPPIST-1e no tenga atmósfera; simplemente necesitamos más datos».
Ranjan señaló que, si bien James Webb está revolucionando la ciencia de los exoplanetas, el telescopio no fue diseñado originalmente para estudiar exoplanetas pequeños similares a la Tierra.
«Fue diseñado mucho antes de que supiéramos que existían tales mundos, y tenemos la suerte de que pueda estudiarlos», afirmó. «Solo existen unos pocos planetas del tamaño de la Tierra en los que podría medirse la composición detallada de la atmósfera». Nuevas respuestas podrían surgir de la misión Pandora de la NASA, actualmente en desarrollo y con lanzamiento previsto para principios de 2026. Dirigida por Daniel Apai, profesor de astronomía y ciencias planetarias en el Observatorio Steward de la Universidad de Alberta, Pandora es un pequeño satélite diseñado para caracterizar las atmósferas de exoplanetas y sus estrellas anfitrionas. Pandora monitorizará estrellas con planetas potencialmente habitables antes, durante y después de su tránsito frente a sus estrellas anfitrionas.
Además, los investigadores esperan que una ronda de observaciones más amplia y continua, junto con nuevas técnicas analíticas, finalmente influya en la decisión. Actualmente, la colaboración se centra en una técnica conocida como tránsito dual: observar la estrella cuando TRAPPIST-1e y TRAPPIST-1b, el planeta más interno y sin aire del sistema, pasan frente a su estrella al mismo tiempo.
«Estas observaciones nos permitirán separar lo que hace la estrella de lo que sucede en la atmósfera del planeta, si es que la tiene», afirmó Ranjan.
Con información de The Astrophysical Journal Letters
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