TRAPPIST-1e tiene un gran núcleo de hierro

En la búsqueda de exoplanetas, TRAPPIST-1 es, desde principios de 2017, un lugar realmente fascinante. En torno a esta pequeña enana roja orbitan siete planetas, todos ellos rocosos. Tres de esos, además, en la zona habitable y, además, TRAPPIST-1e parece tener un gran núcleo de hierro…

TRAPPIST-1e es muy interesante

Concepto artístico de TRAPPIST-1e.
Crédito: NASA/JPL-Caltech

Desde febrero de 2017, ha habido multitud de estudios sobre TRAPPIST-1 y sus planetas. Muchos de ellos han intentado determinar si cualquiera de estos planetas podría ser habitable. En ese sentido, hemos visto estudios de todo tipo. Algunos con resultados favorables y otros con resultados poco esperanzadores. También se ha intentado averiguar si tienen atmósferas cuáles podrían ser sus composiciones y sus interiores.

El último estudio en salir a la luz se centra en TRAPPIST-1e. Uno de los planetas en la zona habitable. Dos investigadores han llegado a la conclusión de que debe tener un gran núcleo de hierro. Algo que, si finalmente se confirma, tendría implicaciones interesantes, y positivas, sobre su habitabilidad. No sorprende la atención en TRAPPIST-1. Al ser un sistema de siete planetas es un lugar ideal para estudios.

Principalmente, y como cuentan los investigadores, por tres motivos. Primero porque tiene siete planetas en tránsito. Es decir, vistos de nuestra perspectiva, pasan por delante de su estrella. La profundidad de cada tránsito indica el tamaño exacto de sus planetas. Segundo, la interacción gravitatoria entre ellos provoca ligeras variaciones en la frecuencia del tránsito, que permite deducir sus maasa. por último, la estrella, TRAPPIST-1, es una enana roja. Por lo que, al ser más tenue, los tránsitos son aun más pronunciados.

En busca del núcleo de TRAPPIST-1e

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

En este caso, los investigadores han usado los cálculos de masa y radio de los planetas de TRAPPIST-1. El objetivo es calcular cuál sería la fracción mínima y máxima del núcleo de cada planeta. Está basado en un estudio previo en el que, junto a otros investigadores, habían desarrollado un método para calcular la fracción del núcleo. Los mismos investigadores han explicado en qué consiste el método.

Si se conoce la masa y radio con exactitud, como en el sistema de TRAPPIST-1, se puede comparar con lo predicho por los modelos teóricos sobre su estructura interior. El inconveniente es que estos modelos, según cuenta, normalmente cuentan con cuatro posibles capas. Un núcleo de hierro, un manto de silicatos, una capa de agua y una capa de elementos volátiles ligeros. En el caso de la Tierra, solo tiene los dos primeros.

La atmósfera de la Tierra hace una contribución insignificante a su masa y radio. Es decir, hay cuatro posibilidades pero solo dos de ellas han sido medidas en TRAPPIST-1. Por lo que, en teoría podría parecer un problema imposible de resolver. Sin embargo, lo que han hecho, es tener en cuenta el trabajo de otros científicos. Particularmente, los estudios que han intentado poner límites en la composición química del sistema de TRAPPIST-1.

El tamaño del núcleo de TRAPPIST-1e

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

En esos estudios, se daba por supuesto que los planetas tendrían una composición química similar a la de su estrella. La de su estrella se puede medir fácilmente. Aunque los investigadores han decidido no realizar esa misma suposición. Simplemente han tenido en cuenta los límites. Es decir, se fijan en la masa y radio de los planetas. A partir de ahí, ven que no hay modelos de planetas que encajen en según qué cosas.

No puede haber un núcleo más pequeño que X que explique la masa y radio del planeta. Es decir, el núcleo podría ser mayor que X, pero tiene que ser, como mínimo, X, porque no hay ningún modelo que explique la formación del planeta con un núcleo más pequeño. X en este caso, como quizá sospeches, es lo que los investigadores entienden como la fracción mínima del radio del núcleo. Repiten la misma maniobra para el límite máximo.

De esta forma, determinaron que el tamaño mínimo de seis de los planetas de TRAPPIST-1 era cero. O lo que es lo mismo, su composición podría explicarse sin tener un núcleo de hierro. Podrían tener, por ejemplo, solo un manto de silicatos. Pero en el caso de TRAPPIST-1e, observaron que no era así. Debe tener un núcleo de hierro que tenga, como mínimo, el 50% del radio del planeta y, como máximo, un 78%.

La comparación con la Tierra

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

Nuestro planeta es, en este caso, un gran ejemplo para comparar. Tiene un núcleo interior de hierro y níquel sólido y un núcleo exterior líquido de una aleación de hierro y níquel. Juntos suponen el 55% del radio de la Tierra. Teniendo en cuenta el radio máximo y mínimo de TRAPPIST-1e, los investigadores creen que debería tener un núcleo denso. Seguramente, se parecerá mucho al de la Tierra. Por lo que TRAPPIST-1e podría ser, de los siete, el planeta más parecido al nuestro.

No solo eso, probablemente tendrá una magnetosfera protectora. Esto es importantísimo en la búsqueda de exoplanetas habitables. Por lo que, si sus sospechas, en el estudio, son ciertas, TRAPPIST-1e podría ser el planeta con las mayores posibilidades de ser habitable. Es algo más pequeño que la Tierra, está en la zona habitable de su estrella y tiene un núcleo de hierro. Además, no tiene una atmósfera significativamente grande, algo que se sabe por otros estudios.

A todo esto hay que sumarle que TRAPPIST-1 es una estrella más tranquila que Próxima Centauri. Así que parece mucho más prometedor que Próxima b, que está a poco más de 4,2 años-luz. Son buenas noticias en una racha de estudios más bien negativos. Próxima b cada vez parece menos habitable. Su estrella emite llamaradas muy potentes, que pueden llegar a ser visibles incluso a simple vista. Y no parece que haya podido retener una atmósfera ni agua líquida, si es que los tuvo.

TRAPPIST1-e y las enanas rojas

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

Próxima b, ahora mismo, no parece un candidato ideal. Por extensión, las enanas rojas también parecen estrellas hostiles para la vida. Algunas son bastante violentas. Esta cuestión es muy importante dentro de la posibilidad de que haya vida en la galaxia. Las enanas rojas son las estrellas más abundantes de la galaxia. En torno al 70% son de este tipo. Por lo que determinar si pueden ofrecer condiciones habitables, en sus planetas, es determinante.

Si resulta que las enanas rojas sí tienen entornos que sean habitables, entonces será un panorama esperanzador para la vida en otros lugares. Pero, si no es así, es posible que la posibilidad de que haya vida en otros puntos de la galaxia sea mucho menos probable de lo que podríamos pensar. TRAPPIST-1e es, en ese sentido, un soplo de aire fresco. Es, también, una demostración de que puede haber planetas, alrededor de enanas rojas, que sobre el papel parecen tener condiciones similares a las de la Tierra.

Es pronto, todavía, para determinar si tiene una atmósfera similar a la nuestra. O para saber si tiene agua líquida. Habrá que esperar a la llegada de nuevos telescopios, como James Webb, para poder conocer esos detalles. Próxima b, por su parte, tampoco está completamente descartado. Estos mismos investigadores tienen previsto estudiarlo a fondo próximamente. Su esperanza es determinar si podría tener una atmósfera. Por ahora, la búsqueda continúa, pero no dejamos de aprender…

El estudio es G. Suissa y D. Kipping; «TRAPPIST-1e Has a Large Iron Core». De momento no ha sido enviado a ninguna revista científica, pero ya ha sido publicado en la plataforma arXiv. Puede consultarse aquí.

Referencias: Universe Today