Los climas de TRAPPIST-1: ¿cómo podrían ser?

¿Cómo podrían ser los climas de TRAPPIST-1? ¿Qué condiciones podemos esperar encontrar en los siete planetas descubiertos en torno a esta pequeña enana roja que ha dado tanto que hablar? Un grupo de investigadores ha publicado un estudio analizando esa misma cuestión…

La intrigante premisa de TRAPPIST-1

Los climas de TRAPPIST-1: ¿cómo podrían ser?

Concepto artístico del sistema planetario de TRAPPIST-1.
Crédito: ESO/M. Kornmesser

Hay que recordar que TRAPPIST-1 es un sistema que, en muchos sentidos, podríamos definir de bolsillo. Son siete mundos con tamaños similares a los de la Tierra. Pero, a diferencia del Sistema Solar, están mucho más cerca entre sí. Todos se encuentran más cerca de su estrella que Mercurio del Sol. En algunos casos, la distancia no es mucho mayor que la que separa a la Luna de nuestro planeta. Esto abre muchas posibilidades.

Ya he comentado en alguna ocasión un estudio que intentaba determinar si la vida, si la hubiese, podría esparcirse desde un planeta a otro. Las posibilidades son muy intrigantes cuando dejamos volar la imaginación. Supongamos que, realmente, varios de los mundos de TRAPPIST-1 hayan desarrollado vida similar a la de la Tierra. Una civilización inteligente tendría motivos muy atractivos para querer viajar a esos otros mundos cuanto antes.

Vayamos incluso un poco más lejos. Supongamos que hay vida inteligente en varios de sus planetas. Podríamos imaginar una red comercial y cultural entre ellos. Quizá cada civilización de origen diferente. O quizá todas ellas producto de la misma vida primigenia, que se distribuyó por el sistema en los primeros millones de años de su existencia. Algo que sería posible gracias a los impactos de meteoritos en el planeta en el que, originalmente, se hubiese desarrollado la vida…

Los climas de TRAPPIST-1

Concepto artístico de varios de los planetas del sistema de TRAPPIST-1.
Crédito: ESO/M. Kornmesser

Aunque podría parecer un argumento más propio de una novela de ciencia-ficción, bien podría ser un escenario real. O quizá no. Para ello, necesitamos conocer los climas de TRAPPIST-1. Es decir, necesitamos analizar las atmósferas de sus mundos y entender cómo podrían ser. Si concluimos que sus atmósferas son, probablemente, incompatibles con la de la Tierra, sabemos que el escenario que hemos imaginado anteriormente podría tener muy pocas probabilidades de ser real.

Un grupo de investigadores se ha lanzado, precisamente, a crear modelos sobre los climas de TRAPPIST-1. Han buscado determinar tanto la cantidad de radiación a la que están expuestos sus planetas, como la composición química de la atmósfera. Los investigadores han diseñado modelos para crear señales que permitan detectar los posibles gases que podrían encontrarse en las atmósferas de los diferentes mundos del sistema.

Así, cuentan que han tenido en cuenta que se enfrentan a atmósferas desconocidas. Es decir, no han supuesto que lo que podemos ver en el Sistema Solar es lo habitual en otros lugares. El estudio intenta mostrar cómo podrían ser las diferentes atmósferas de los planetas de TRAPPIST-1. Algo para lo que, además, tampoco podemos hacer suposiciones que tengan que ver con el Sol, porque es una estrella de clase G (también la llamamos, popularmente, una enana amarilla).

Muchas cosas que desconocemos

Formación de TRAPPIST-1

Recreación artística de TRAPPIST-1 y sus planetas.
Crédito: NASA/R. Hurt/T. Pyle

TRAPPIST-1 es una enana roja. Esta, en particular, es más bien fría y no mucho más grande que Júpiter. Apenas tiene la décima parte de la masa del Sol. Estas diferencias afectan a nuestras suposiciones sobre el sistema. Cuando se dice que tiene tres planetas en la zona habitable, en realidad no se está diciendo gran cosa. Simplemente, que están dentro (o cerca) de la región en la que podría haber agua en la superficie de esos mundos.

Pero en esa afirmación no se suelen incluir otras consideraciones, como la actividad de una enana roja. Podría destruir las atmósferas de sus mundos poco después de su formación. Así como destruir el ozono, tan necesario para proteger a la vida de la radiación ultravioleta. En esas primeras etapas, una estrella muy activa podría provocar que un mundo rocoso, con un océano, entre en un efecto invernadero imparable.

Ese escenario podría durar cientos de millones de años, mientras la estrellas va perdiendo de brillo y entra por fin en la fase de secuencia principal. Al terminar ese proceso, el planeta se encontraría en la zona habitable, pero sus condiciones bien podrían ser completamente inhóspitas. Es decir, no podemos esperar que los planetas, en torno a otras estrellas, evolucionen igual que lo harían los planetas alrededor de una estrella como el Sol.

La búsqueda de posibles señales biológicas

Venus, en color real, fotografiado por la sonda Mariner 10.
Crédito: NASA

Los telescopios de próxima generación podrán analizar las atmósferas de estos mundos. Podrán buscar señales de vapor de agua e, incluso, posibles señales de algún tipo de vida. Por ello, es importante conocer los climas de TRAPPIST-1 y de los mundos de otras enanas rojas. Porque, ¿qué le pasa a las atmósferas de los planetas en torno a pequeñas estrellas como esta? Saberlo podría ayudar enormemente a la búsqueda y análisis de esos mundos en los próximos años.

Para descubrirlo, los investigadores han diseñado modelos de los planetas de TRAPPIST-1. Lo han hecho fijándose en los métodos que se usan para desarrollar modelos sobre el clima terrestre. A eso, le han añadido diferentes observaciones y datos sobre las posibles condiciones que podría haber en cada planeta. El resultado no podría ser más desconcertante. A pesar de que la definición de zona habitable lleva a pensar que podría haber tres mundos habitables, quizá solo uno podría serlo.

La conclusión de los investigadores es que es más posible que los climas de TRAPPIST-1 sean más parecidos al de Venus que al de la Tierra. Si sus planetas tuvieron agua en algún momento, seguramente se evaporó de su superficie hace muchos millones de años. Es algo posible, según los investigadores, si en sus inicios tuvieron más agua que Venus, Marte o la Tierra. El modelo de los investigadores detalla cómo pudo ser ese proceso.

¿Cómo se desarrollaron los climas de TRAPPIST-1?

Concepto artístico de la superficie de Venus.
Crédito: ESA/AOES Medialab

El modelo de los investigadores intenta analizar las condiciones atmosféricas después de perder la mayor parte de sus elementos volátiles durante las primeras fases de su evolución. Además, diferencian entre atmósferas dominadas por oxígeno o dióxido de carbono, teniendo en cuenta también la desgasificación del interior. Es decir, la emisión del gas que fuese atrapado en el interior del propio planeta.

En función de las condiciones iniciales, la luz ultravioleta puede romper el agua en sus elementos primarios. El hidrógeno es arrancado de la atmósfera del planeta y escapa al espacio. El oxígeno queda detrás y domina la atmósfera. No hay ninguna atmósfera que se pueda comparar, en este proceso, con las del Sistema Solar. Aunque eso no impide que los investigadores determinen que, según su modelo, solo un planeta podría ser habitable.

TRAPPIST-1e sería, si están en lo correcto, el único que podría tener posibilidades. Sería, por tanto, el principal objeto de estudio en el futuro en busca de posibles señales de vida. TRAPPIST-1b, el exoplaneta más cercano a la estrella, sería más cálido que Venus. Los planetas TRAPPIST-1c y TRAPPIST-1d podrían recibir suficiente energía como para ser similares a Venus. Sus atmósferas serían densas y su superficie inhabitable.

Hay mucha incertidumbre en los datos

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

En el caso de los planetas TRAPPIST-1f, TRAPPIST-1g y TRAPPIST-1h, hay más escenarios. Podrían ser mundos congelados o, según la cantidad de agua que tuviesen en su formación, parecerse también a Venus. La clave en todo esto, es, precisamente, cuánta agua había en los planetas en las primeras etapas de su formación. Es algo que impide que los investigadores puedan ser precisos, ya que afecta directamente a sus cálculos.

Su modelo sugiere que los planetas podrían mostrar dos resultados diferentes. La mayoría de climas de TRAPPIST-1 serían desesperantemente similares. Con planetas secos, que han perdido sus océanos, con atmósferas dominadas por oxígeno. Es una posibilidad para todos los planetas desde TRAPPIST-1b a TRAPPIST-1h. En este escenario, cabe la posibilidad de detectar su presencia, precisamente, por la abundancia de oxígeno.

La otra posibilidad es que sean mundos muy parecidos a Venus. Sus atmósferas serían similares a las del planeta más cercano a la Tierra. Seguramente serían estables y abundantes en todo el sistema. Si es así, se podría detectar la neblina formada por ácido sulfúrico, salvo en el caso de TRAPPIST-1b, que podría ser demasiado cálido para poder condensarlo. Pero, en cualquier caso, algo que también podría ser detectable.

TRAPPIST-1 es un buen lugar de estudio

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

Este estudio viene a reforzar algo que ya venimos observando últimamente. TRAPPIST-1 es un buen caso de análisis, como reflejan los estudios publicados en los últimos tiempos. Los investigadores lo consideran un laboratorio natural perfecto para estudiar la evolución de las atmósferas y el impacto que podrían tener en la habitabilidad. En cualquier caso, tampoco se afirma con rotundidad cómo serían los climas de TRAPPIST-1.

Aunque, eso sí, los escenarios no parecen demasiado alentadores. Tanto si puede haber algún planeta habitable, como si no, lo importante es que parece que este sistema nos ayudará a comprender mucho mejor qué podemos esperar encontrar en otros lugares de la galaxia. El estudio destaca que, al tener tantos planetas, que están tanto dentro como fuera de la zona habitable (tanto por estar demasiado cerca como demasiado lejos de su estrella), es tremendamente útil.

Permite estudiar, por ejemplo, la evolución de un planeta en función de la distancia que lo separa de su estrella. Entender la evolución de un planeta rocoso es esencial para poder entender si podría ser habitable o no. El estudio sugiere que quizá no estemos lejos de poder buscar señales que nos ayuden a entender los climas de TRAPPIST-1. Quizá sean similares a Venus, o quizá no. Con el tiempo lo sabremos, porque los análisis de este intrigante lugar de la galaxia no van a parar…

El estudio es Lincowski et al.; “Evolved Climates and Observational Discriminants for the TRAPPIST-1 Planetary System”. Publicado en la revista Astrophysical Journal el 1 de noviembre de 2018. Puede ser consultado en arXiv.

Referencias: 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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