Agua en TRAPPIST-1: Hubble ve indicios prometedores

¿Hay agua en TRAPPIST-1? El telescopio Hubble nos da motivos para pensar que sí. Es un paso más en la montaña rusa que venimos viviendo desde hace unos meses. La presencia de agua podría darnos una imagen muy diferente de la habitabilidad en la galaxia…

Un sistema especial

El sistema de TRAPPIST-1 visto desde el planeta TRAPPIST-1f (en la derecha).
Crédito: NASA/JPL-Caltech

TRAPPIST-1 es un sistema que no deja indiferente a nadie. Está muy cerca del Sistema Solar, cósmicamente hablando, a 39 años-luz de distancia. Por lo que no es ninguna sorpresa que, en estos meses, hayamos vivido un constante carrusel de noticias. Algunas han sido positivas, dándonos motivos para pensar que los planetas podrían tener condiciones habitables. Otras han sido negativas, pintando un panorama mucho más desolador.

Es lo bueno y lo malo de tener un objetivo tan sugerente a tan poca distancia. Podemos estudiarlo con relativa sencillez y plantear muchas preguntas e incógnitas. Siete planetas rocosos, con tamaños y masas similares a los de la Tierra. Para más inri, tres de ellos están en la zona habitable de la estrella. Si hay agua en TRAPPIST-1, cabe hacerse otras preguntas. Si hubiese vida en alguno de ellos, las posibilidades son casi infinitas: ¿esa vida pudo transmitirse a otros planetas? ¿cómo surgió?

En estos meses, os he contado los diferentes estudios que han ido saliendo y que me han llamado la atención. El más interesante, quizá, es el que dice que TRAPPIST-1 es un sistema mucho más viejo que el Sistema Solar. También ha habido algunos sobre la frecuencia de sus llamaradas, pero la información ha sido contradictoria. Aunque parece haberse asentado la noción de que TRAPPIST-1 es una enana roja tranquila.

La importancia del agua en TRAPPIST-1

¿Hay agua en TRAPPIST-1?

Este concepto artístico muestra la posible superficie de TRAPPIST-1f.
Crédito: NASA/JPL-Caltech

No sabemos muy bien cuáles son los requisitos para la vida. O mejor dicho, solo podemos deducir que la vida necesita las condiciones que podemos encontrar en la Tierra. Por eso, uno de los factores más importantes es saber si hay agua en TRAPPIST-1. Es uno de los ingredientes clave para la vida tal y como la conocemos en nuestro mundo. Cabe suponer que, en otros lugares, debería ser igualmente importante.

Con ese objetivo, un equipo de investigadores ha recurrido al telescopio Hubble para estudiar el sistema en mayor detalle. En concreto, lo que buscaban es analizar la cantidad de radiación ultravioleta que reciben los diferentes planetas del sistema de TRAPPIST-1. De esta manera, es posible determinar cuál podría ser la cantidad de agua en TRAPPIST-1, teniendo en cuenta a qué ritmo se podría perder.

La radiación ultravioleta es interesante. La radiación de baja energía provoca fotodisociación, un fenómeno en el que las moléculas de vapor de agua se rompen en hidrógeno y oxígeno. Es muy útil para determinar la habitabilidad de un planeta. Sin embargo, la radiación de alta energía, los rayos ultravioleta extremos y los rayos X, pueden provocar que esa misma atmósfera se caliente en exceso, permitiendo el escape de partículas de hidrógeno y oxígeno.

Un baño de radiación ultravioleta

Concepto artístico de los siete planetas de TRAPPIST-1, tal y como los veríamos con un telescopio ficticio e increíblemente potente.
Crédito: NASA

Como el hidrógeno es más ligero que el oxígeno, es más fácil que se pierda al espacio. Así que, cuando un planeta pasa por delante de su estrella, podemos analizar su espectro de luz en busca de su presencia. Eso es, en esencia, lo que han hecho los investigadores del estudio que nos ocupa. Han observado los planetas en busca de señales que indiquen cuál podría ser la cantidad de agua en TRAPPIST-1, y los resultados son intrigantes.

Por la radiación ultravioleta de la estrella, todo parece indicar que los planetas de TRAPPIST-1 pueden haber perdido mucha agua a lo largo de su historia. La pérdida más severa correspondería a los planetas interiores, los más cercanos. Son los planetas TRAPPIST-1b y TRAPPIST-1c, que reciben la mayor cantidad de radiación ultravioleta de todos. En su caso, podrían haber perdido el equivalente a unas 20 veces los océanos de la Tierra a lo largo de sus 7.600 millones de años de vida. Es decir, serían mundos completamente secos y estériles.

Sin embargo, el panorama para los planetas exteriores es mucho más esperanzador. Habrían perdido una cantidad de agua muy inferior a lo largo del tiempo, así que todavía podrían tener grandes cantidades en su superficie. Entre estos planetas se incluyen los tres que están en la zona habitable de la estrella: TRAPPIST-1e, TRAPPIST-1f y TRAPPIST-1g. Habrían perdido una cantidad de agua equivalente a tres veces los océanos de la Tierra.

Calculando la cantidad de agua en TRAPPIST-1

Una fantasía artística. Visita el sistema de TRAPPIST-1 en un tour pasando por TRAPPIST-1e.
Crédito: NASA/JPL-Caltech

Lo más cautivador de todo esto es que, en realidad, se trata de los cálculos en el peor de los casos. Es decir, los investigadores han basado sus suposiciones en la mayor cantidad de interacción que se podría producir entre la atmósfera y la radiación ultravioleta extrema. Esto quiere decir que todos los planetas, salvo TRAPPIST-1b y TRAPPIST1-c, podrían tener mucha más agua de lo que se puede deducir por estos cálculos.

Para ello, hace falta incluir otros factores de retención. Por ejemplo, no es descabellado sugerir que los planetas puedan tener agua en su interior, y esta sea expulsada a la superficie de cuando en cuando. En el caso de los planetas exteriores, con una situación mucho más calmada, podrían haber liberado cantidades considerables de agua en solo unos cientos de millones de años. Aunque para poder tener una buena idea, será necesario acotar mejor la información que todavía desconocemos del sistema.

Por ejemplo, con una mejor limitación de las masas de los planetas de TRAPPIST-1, será posible determinar mucho mejor cuál puede ser la cantidad de agua perdida y generada. También hay otros factores que debemos tener en cuenta. La presencia de otros gases puede frenar la pérdida de hidrógeno y oxígeno al espacio. Mientras que las llamaradas estelares podrían aumentarlo y dificultar las cosas aún más.

Todavía quedan incógnitas por responder

Este concepto artístico muestra el sistema de TRAPPIST-1 visto desde la superficie de uno de sus planetas.
Crédito: NASA/ESA/HST

En este último punto, cabe mencionar que los investigadores destacan no haber detectado llamarada alguna durante sus observaciones de los espectros de rayos X y ultravioleta. En observaciones anteriores, en el espectro infrarrojo y óptico, se había detectado un ritmo bajo de llamaradas. De tal manera que, cada pocos días, se producen llamaradas de una intensidad baja. Las llamaradas más intensas, por su parte, sucederían cada dos o tres meses, un ritmo considerado bajo por los investigadores.

También hace falta tener en cuenta los posibles efectos del viento estelar procedente de TRAPPIST-1. Puede erosionar las atmósferas de sus mundos, especialmente en las primeras fases de la evolución del sistema. No sabemos cómo son los campos magnéticos de los planetas, y eso añade cierta incógnita al ritmo de la pérdida de elementos. En definitiva, todo apunta a que TRAPPIST-1 podría ser menos hostil de lo pensado, pero no lo sabemos.

Para poder despejar estas incógnitas será necesario esperar a los próximos telescopios. El telescopio espacial James Webb, sucesor del Hubble, podrá ayudarnos a analizar este sistema en más detalle. Además, como mencionan los investigadores, será necesario seguir trabajando en estudios teóricos, y realizar nuevas observaciones del sistema para poder determinar la presencia de agua en TRAPPIST-1.

Buenas noticias tras una racha más bien negativa

Comparación de TRAPPIST-1 y los planetas interiores del Sistema Solar.
Crédito: NASA/JPL-Caltech

La lectura más positiva, quizá, de todo esto, es que arroja un poco de esperanza tras una racha de estudios un tanto negativos. En estudios anteriores se había sugerido que TRAPPIST-1 podía emitir muchas llamaradas, algo que parece haberse desmentido. También se había mencionado que, aunque fuese una estrella tranquila, podría someter a sus planetas a una intensa cantidad de radiación a lo largo del tiempo.

Sin olvidar el impacto del viento estelar, que podría arrancar las atmósferas de sus planetas a menos que estos tuviesen un campo magnético muy intenso. Todos ellos arrojan dudas sobre la posibilidad de que estas estrellas (enanas rojas de tipo M) sean capaces de ofrecer mundos habitables. Incluso si sus planetas tuviesen características como los de la Tierra, podrían ser muy distintos. Así que este estudio es una buena noticia.

Es una nota positiva que nos indica que, al menos en este caso, no todas las enanas rojas tienen por qué ofrecer un entorno tan hostil como se podría haber sugerido. Sin duda alguna, encontraremos enanas rojas increíblemente violentas, con condiciones que harán que sus planetas sean incompatibles con la vida. Pero estudios como estos nos ayudan a comprender que, al mismo tiempo, es muy posible que el espectro de sistemas estelares que encontremos ahí fuera sea muy amplio.

Las estrellas más abundantes del universo

Comparación entre el tamaño del Sol y la estrella TRAPPIST-1.
Crédito: ESO

No es una cuestión baladí. Como seguramente sepas, las enanas rojas representan alrededor del 70% de las estrellas de la Vía Láctea. A nuestro alrededor, en años recientes, hemos encontrado sistemas muy prometedores. Próxima b, sin ir más lejos, está a solo 4,24 años-luz de distancia, en torno a Proxima Centauri, una enana roja. Muchas de las estrellas más cercanas al Sol son de este tipo. Es decir, son un factor muy importante.

Hemos detectado muchos mundos rocosos alrededor de estrellas como estas. Determinar que podrían tener planetas habitables es una gran noticia para la vida en la galaxia. Del mismo modo, determinar que no lo son, nos llevaría a preguntarnos, por fuerza, si la vida no será mucho más rara de lo que pensamos. Sin embargo, en ambos casos, la reflexión es la misma: por ahora nos faltan datos para poder responder a esa pregunta con certeza. Durante los próximos meses y años, habrá que prestar atención a las noticias que lleguen sobre TRAPPIST-1, y otros planetas.

El estudio es Bourrier et al.; “Temporal evolution of the high-energy irradiation and water content of TRAPPIST-1 exoplanets”, aceptado para su publicación en la revista Astronomical Journal. Puede ser consultado en arXiv.

Referencias: Universe Today, Centauri Dreams

Alex Riveiro

Amante de la astronomía. Hablo de todo lo relacionado con el universo y sus conceptos de una manera amena y sencilla. Desde los púlsares hasta la historia de la astronomía en Al-Andalus.

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3 Respuestas

  1. Arnoldo De la Hoz dice:

    Flipante noticia, Alex!

  2. Arnoldo De la Hoz dice:

    ¿Está Trappist 1 en nuestra galaxia? ¿Están los demás exoplanetas descubiertos hasta el momento en nuestra galaxia tambié?

  3. Arnoldo De la Hoz dice:

    También?*

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