Exoplanetas Habitables: TRAPPIST-1, un sistema planetario extraordinario.

Ayer, en una conferencia de prensa orquestada por la NASA se anunció la posible existencia de 7 planetas de tamaño terrestre orbitando en torno a la estrella TRAPPIST-1. El resultado es el esfuerzo de varios equipos de trabajo trabajando en diversos telescopios, entre ellos el telescopio TRAPPIST-South en La Silla (en Chile), en colaboración con el VLT de la ESO en Cerro Paranal, el William Herschel en las Islas Canarias y el telescopio espacial Spitzer de la NASA, entre otros.

Una representación artística de un mar en un planeta de TRAPPIST-1. (Fuente: NASA)

El descubrimiento ha sido liderado por Michaël Gillon de la Universidad de Lieja (Bélgica), el descubridor de TRAPPIST-1, un astrónomo enormemente experimentado y exitoso en el estudio de estrellas cercanas con tránsitos (GJ 436, 55 Cancri, HD 219134,...)

El resultado es espectacular. Veámos los motivos.

TRAPPIST-1 es una enana roja muy pequeña, con solo el 8% de la masa del Sol, cerca del límite en el cual las estrellas dejan de serlo y pasan a ser enanas marrones. La temperatura de su superficie es relativamente fría, con 2.555 K. Puede ser que nos encontremos con una estrella joven, como mínimo de apenas 500 millones de años, pero no es seguro.

Comparativa entre TRAPPIST-1, el Sol y Júpiter (Fuente: ESO. Crédito: O. Furtak)

Conocíamos el sistema TRAPPIST-1 por la presencia de tres planetas terrestres (b, c y d) en diversas órbitas que permitían tener esperanzas de que alguno de ellos no estuviera excesivamente caliente y así poder retener una atmósfera. La noticia es que 3 de los nuevos planeta (d, e y f) parecen residir en la zona habitable en su versión más conservadora, donde si se dan las condiciones adecuadas los planetas podrían tener mares en sus superficies. El último (h), parece estar en una zona más fría.

Los parámetros del sistema TRAPPIST-1 comparados con los del Sistema Solar. (Fuente: NASA)

Sin embargo, el verdadero valor de TRAPPIST-1 son sus condiciones absolutamente excepcionales de observación, por su cercanía (39 años luz), por el escaso tamaño de la estrella (apenas el 11% del radio del Sol, cercano al de Júpiter) y, sobre todo, porque los planetas transitan, es decir, pasan exactamente entre nosotros y la estrella, permitiendo el estudio de la luz que atraviesa sus posibles atmósferas. Lo que se sabe hasta el momento apunta a la posibilidad de que b y c no tengan atmósferas gaseosas, ricas en hidrógeno y libres de nubes.

Una representación artística de TRAPPIST-1. Ese punto oscuro en la estrella es un tránsito. (Fuente: ESO. Crédito: M. bartmann)

Normalmente el método del tránsito permite la medición del radio del planeta, pero en este caso (y esto es fantástico) como el sistema es múltiple se han podido obtener las masas por técnicas TTV (Transit Timing Variations), que no es otra cosa que la medición de los retrasos y adelantos de los planetas en sus momentos de paso por los tránsitos. Estas variaciones son debidas a las interacciones gravitatorias que se producen entre ellos y nos permiten realizar una estimación (a menudo burda) de la masa de los planetas.

Los tránsitos de los planetas. (Fuente: Gillon, 2017)

Esto es interesante, porque la masa y el radio de un planeta nos permiten calcular su densidad (para e, f y g es de 0,8 0,6 y 0,94 veces la densidad terrestre) que parece terrestre en todos los casos salvo en TRAPPIST-1 h, para el que la estimación es imprecisa. Es una buena noticia porque este método TTV es conocido por a menudo infraestimar las masas y posiblemente la densidad real sea un poco más elevada. Cuando seamos capaces de estudiar estos planetas por técnicas de velocidad radial tendremos un datos más precisos.

En lo tocante a la habitabilidad, hay algo que comentar. Los planetas ubicados en la Zona Habitable están en resonancia, basta leer sus periodos orbitales (6.06, 9.21 y 12.35 días). En el Sistema Solar conocemos otro sistema también afectado por resonancias gravitatorias. Los satélites jovianos más ligeros y cercanos a Júpiter sufren efectos de marea importantes que han alterado profundamente su fisonomía. Sin duda, el vulcanismo debe tener cierto protagonismo en este sistema TRAPPIST-1.

TRAPPIST-1 es una estrella que emite intensamente en rayos X, tanto como el Sol en reposo a pesar de su pequeño tamaño. Ahora bien, la Zona Habitable está muy cercana a la estrella y los planetas más prometedores del sistema (e, f y g) están entre 0,028 UA y 0,045 UA. Más les vale a estos planetas tener una buena atmósfera, a ser posible con una buena capa de ozono y un buen campo magnético.

Si es verdad que el sistema tiene sólo 500 millones de años no es buena noticia. Durante esta fase, especialmente en las estrellas muy frías, la zona habitable se mueve hacia adentro, acercándose a la estrella. Es decir, es posible que estos planetas pasen unos cientos de millones de años gozando de temperaturas templadas.

Los siete planetas en una representación artística. (Fuente: NASA. Crédito: R. Hurt, R. Pyle)

Ya sabíamos que el sistema TRAPPIST-1 iba a dar sorpresas. Pues bien, tengamos claro que esto no ha hecho sino empezar:

Lo primero es que el telescopio espacial Kepler se encuentra ¡ahora! observando TRAPPIST-1 con su exquisita precisión, y en unos meses debería ser capaz de confirmar los resultados de Gillon, con la posibilidad de detectar algún planeta adicional… ¡Hum!

Por si fuera poco, el año que viene, cuando el telescopio espacial James Webb? entre en órbita (si no hay retrasos el JWST se lanza en 2018) quizá asistamos a la primera caracterización razonable de la atmósfera de un planeta terrestre en la zona templada de una estrella diferente del Sol. Y será un planeta en TRAPPIST-1.

Los actuales modelos que se utilizan para estudiar la habitabilidad (desarrollados básicamente con datos obtenidos de la Tierra, Marte y Venus) serán sometidos a una dura prueba. El resultado serán ajustes más o menos drásticos en estos modelos que quizá nos permitan obtener una visión más real de la habitabilidad de las enanas rojas, es decir, de 3 de cada 4 estrellas en la secuencia principal de la galaxia.

Por consiguiente, podremos pasar a tener una visión general más que razonable de la habitabilidad de nuestra Galaxia (y de todo del Universo) abandonando el actual estado altamente especulativo que vivimos.

Y, ¿quién sabe?, es posible que buscando refinar nuestros modelos de habitabilidad la civilización de la Tierra encuentre algo que supere nuestras expectativas más audaces.

Estemos atentos…