Encuentran 7 planetas del tamaño de la Tierra en la órbita de una estrella cercana

La imagen creada por un artista muestra la vista justo por encima de la superficie de uno de los planetas del sistema TRAPPIST-1. Al menos siete planetas orbitan esta estrella pequeña ultrafría, a 40 años luz de la Tierra, y todos poseen aproximadamente el mismo tamaño que nuestro planeta (M. Kornmesser / European Southern Observatory / spaceengine.org)

La búsqueda de un planeta “gemelo de la Tierra” alrededor de una estrella cercana encontró finalmente todo un sistema solar, con varios planetas hermanos.

Mediante el uso de potentes telescopios espaciales, los astrónomos y observatorios terrestres descubrieron siete planetas del tamaño de la Tierra, en órbita alrededor de una estrella a sólo 39 años luz de distancia. Varios de estos exoplanetas se encuentran en la zona habitable, donde podría existir agua en forma líquida.

El sistema planetario TRAPPIST-1, descrito este miércoles en la revista Nature, marca la primera vez que tantos planetas terrestres son hallados en torno a una única estrella.

Aunque los científicos creen que los planetas son rocosos y del tamaño aproximado de la Tierra, se sabe muy poco acerca de sus atmósferas y otros factores para precisar si son, en verdad, similares al nuestro.

"Con las condiciones atmosféricas adecuadas, podría haber agua en cualquiera de estos planetas", dijo Thomas Zurbuchen, administrador asociado de la NASA Science Mission Directorate. "El descubrimiento nos da una pista de que encontrar una segunda Tierra no es una cuestión de si [existe] sino cuándo".

Los científicos ya están investigando las atmósferas de estos planetas para detectar signos de oxígeno, ozono, metano y otros gases que podrían ser signos de vida, agregó Nikole Lewis, astrónomo del Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial en Baltimore.

TRAPPIST-1 es una estrella enana y ultra fría. Es aproximadamente 80 veces más grande que el gigantesco Júpiter y cerca de 200 veces más débil que el sol. De hecho, si nuestro sol fuera del tamaño de una pelota de baloncesto, TRAPPIST-1 tendría el tamaño de una pelota de golf, dijo Michaël Gillon, investigador de la Universidad de Lieja, en Bélgica.

Aun así, los astros con esas características pueden ser lugares muy calientes para buscar planetas potencialmente amigables para la vida.

Este video detalla un sistema de siete planetas que orbitan en torno a TRAPPIST-1 una estrella enana ultra-cool (NASA/JPL-Caltech)

En este caso, la razón se debe, en parte, a que los siete mundos orbitan muy cerca de la superficie de la estrella; más cerca que Mercurio en relación con el sol. Con ese tipo de proximidad, incluso la débil luz del astro podría proporcionar suficiente calor para propiciar seres vivos.

Además de ello, las órbitas estrechas de los planetas hacen que sea sencillo para los telescopios encontrarlos.

El telescopio TRAPPIST (abreviatura de TRAnsiting Planets and PlanetesImals Small Telescope) del Observatorio Europeo Austral, ubicado en Chile, utiliza el método de tránsito para buscar planetas. A medida que uno de ellos pasa, o transita, frente a su estrella anfitriona, borra algo de luz de ésta, generando una caída en el brillo general que los científicos pueden medir. Si tal inmersión ocurre una vez, podría ser una casualidad. Si ocurre tres o más veces a intervalos regulares, se trata probablemente de un planeta en órbita.

Si hay varios planetas, los científicos pueden hallarlos mediante la observación de cómo distorsionan las órbitas unos de otros. Si un planeta parece transitar apenas demasiado pronto, o demasiado tarde, por ejemplo, significa que algo más, aparte de la estrella -por ejemplo, un planeta similar- está tirando de él. Esta información también permite a los astrónomos hacer un cálculo aproximado de la masa del otro planeta.

El año pasado se anunció el descubrimiento de tres planetas alrededor de TRAPPIST-1, pero en ese momento ya se sospechaba que podría haber otros.

This chart shows, on the top row, artist conceptions of the seven planets of TRAPPIST-1 with their orbital periods, distances from their star, and radii and masses as compared to those of Earth. The bottom row shows data about Mercury, Venus, Earth and Mars.
Este gráfico muestra, en la fila superior, imágenes artísticas de los siete planetas de TRAPPIST-1 con sus períodos orbitales, distancias de su estrella y radios y masas, en comparación con los de la Tierra. La fila inferior muestra datos de Mercurio, Venus, Tierra y Marte. (NASA / JPL-Caltech)

Por tal motivo, especialistas observaron la estrella durante 20 días con el Telescopio Espacial Spitzer, de la NASA, que es manejado por el Laboratorio de Propulsión a Reacción en La Cañada Flintridge. El telescopio espacial resultó una opción ideal porque las estrellas enanas ultra-cool son bastante brillantes en la porción infrarroja del espectro de luz, que Spitzer mide.

Sin embargo, el telescopio no fue diseñado para estudiar exoplanetas, dijo Sean Carey, director del Centro de Ciencias Spitzer de la NASA en Caltech. "Tuvimos que hacer una buena cantidad de trabajo de ingeniería" para obtener la precisión necesaria para el trabajo, dijo.

Con él, captaron 34 tránsitos de siete planetas diferentes (como el planeta más alejado sólo pasó por la estrella una vez, los científicos no pudieron determinar su órbita exacta).

Todos los siete planetas del sistema TRAPPIST-1 son probablemente rocosos, con masas en un rango aproximado del 20% mayores o menores que la de la Tierra.

De los siete planetas, tres orbitan en una zona donde el agua en la superficie sería estable en forma líquida. Estos mundos no son ni demasiado calientes para que se hiervan, ni demasiado frío para que se congele.

Uno de esos planetas, conocido como TRAPPIST-1e, recibe aproximadamente la misma cantidad de luz de su estrella como lo hace la Tierra desde el sol, dijo Lewis. Otro, TRAPPIST-1f, obtiene casi la misma cantidad de luz que Marte.

Gillon dijo que los planetas probablemente se formaron más lejos de la estrella y luego emigraron a sus posiciones actuales. Si así fuera, aumentarían las probabilidades de tener agua, ya que habrían emergido en una región con mucho hielo.

This diagram compares the sizes of the newly discovered planets around the faint red star TRAPPIST-1 with the Galilean moons of Jupiter and the inner Solar System. All the planets found around TRAPPIST-1 are of similar size to the Earth.
Este diagrama compara los tamaños de los planetas recién descubiertos alrededor de la débil estrella roja TRAPPIST-1, con las lunas galileanas de Júpiter y el Sistema Solar. Todos los planetas hallados en torno a TRAPPIST-1 poseen tamaño similar a la Tierra (O. Furtak / European Southern Observatory)

La estrella enana y los exoplanetas se parecen en realidad a un Júpiter de gran tamaño, con sus muchas lunas, señalaron Gillon y sus colegas. Al igual que los satélites jovianos, los planetas de TRAPPIST-1 están en órbitas tan ajustadas que probablemente estén acoplados. De ser así, eso significa que muestran la misma cara a la estrella en todo momento, como la luna hace con la Tierra.

Los siete planetas también parecen orbitar en resonancia entre sí. Estas interacciones gravitacionales podrían significar que son calentados por fuerzas de mareas.

Si eso es bueno o malo, depende de en qué clase de mundo uno se encuentre. Para la luna helada de Saturno, llamada Encélado, un pequeño calentamiento de marea sería muy importante y calentaría géiseres polares más poderosos que todas las aguas termales de Yellowstone. En el caso de la luna de Júpiter llamada Io, las fuerzas de mareas generaron la aparición de volcanes de aspecto inhóspito.

Desde luego, si estos planetas poseen las condiciones adecuadas y los componentes químicos para la vida.

La perspectiva de enviar una nave espacial al sistema TRAPPIST-1 es todavía un sueño lejano. Aunque cerca de los estándares galácticos, tomaría 44 millones de años llegar allí en un jet. Se está trabajando en modos de transporte más rápidos, pero esas ideas todavía están en las primeras etapas del desarrollo, dijo Zurbuchen.

Afortunadamente, los astrónomos esperan aprender mucho más acerca de estos siete planetas luego de que se desarrollen, aún más, los poderosos telescopios en los próximos meses.

TESS, el satélite Transiting Exoplanet Survey Satellite de la NASA, se lanzará en diciembre de 2017. Después en 2018, el Telescopio Espacial James Webb de la NASA analizará las atmósferas de estos planetas.

“¿Podría alguno de ellos albergar vida? Simplemente no lo sabemos”, escribió Snellen. “Pero sí hay algo seguro: en unos pocos miles de millones de años, cuando el Sol se haya quedado sin combustible y el Sistema Solar deje de existir, TRAPPIST-1 será aún una estrella infantil. Quema hidrógeno tan lentamente que vivirá por otros 10 billones de años… lo cual es, sin dudas, suficiente tiempo para que la vida evolucione allí”.

Lead photo: An artist's impression shows the view just above the surface of one of the planets in the TRAPPIST-1 system. At least seven planets orbit this ultracool dwarf star 40 light-years from Earth, and they are all roughly the same size as the Earth. (M. Kornmesser / European Southern Observatory / spaceengine.org)
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