El suspenso nos está matando. El próximo planeta en el sistema TRAPPIST recibe el tratamiento JWST

El sistema TRAPPIST-1 es el grupo de exoplanetas más emocionante jamás descubierto por los astrónomos. El sistema contiene siete planetas rocosos que orbitan una estrella enana roja muy fría a unos 40 años luz de la Tierra. Muchos planetas están ubicados en la zona habitable de la estrella.

Con la capacidad del Telescopio Espacial James Webb para detectar y estudiar las atmósferas de planetas distantes que orbitan alrededor de otras estrellas, los datos sobre los planetas TRAPPIST han sido muy esperados. Ahora, los astrónomos han publicado información detallada sobre el segundo planeta, TRAPPIST-1c, que se supone que es un mundo similar a Venus. A diferencia de Venus, JWST no pudo detectar ningún rastro de una atmósfera espesa de dióxido de carbono.

«Me entristeció un poco que no vimos una atmósfera espesa de dióxido de carbono, pero sobre todo me sorprende que JWST pueda detectar señales como esta». Dra. Laura Kreidberg en Twitter. Es directora de APEx (Exoplanet Atmospheric Physics) en el Instituto Max Planck de Astronomía en Alemania, y coautora de Un nuevo artículo publicado hoy en la revista Nature. «¡Realmente estamos entrando en la era de caracterizar exoplanetas rocosos!… Este planeta tiene el mismo tamaño y radiación que Venus, pero su atmósfera *no* es como Venus. Podría ser una atmósfera delgada sin mucho CO2, o podría ser roca desnuda como T1b [TRAPPIST 1 b]. «

En marzo de 2023, los astrónomos compartieron datos de JWST sobre TRAPPIST-1 b, el planeta más interno. Su distancia orbital es aproximadamente una centésima parte de la distancia orbital de la Tierra y, por lo tanto, no está dentro de la zona habitable del sistema. JWST no detectó atmósfera en absoluto, lo cual fue inesperado debido a las condiciones infernales de estar tan cerca de la estrella.

Todos los planetas del sistema TRAPPIST-1 se han observado previamente con los telescopios espaciales Hubble y Spitzer y, hasta la fecha, no se han detectado características atmosféricas. Pero aún así, los astrónomos no pudieron excluir esta posibilidad. Con las capacidades infrarrojas de JWST, tiene la capacidad de detectar moléculas «pesadas» como dióxido de carbono, oxígeno y metano, y por lo tanto tiene la capacidad de determinar si los planetas TRAPPIST-1 tienen atmósferas o no, y si es así, cuáles son. hecho de. .

Orbitando su estrella a una distancia de 0,016 AU (alrededor de 2,4 millones de kilómetros, 1,5 millones de millas), TRAPPIST-1 c completa una órbita en solo 2,42 días terrestres. TRAPPIST-1 c es ligeramente más grande que la de la Tierra, pero tiene aproximadamente la misma densidad, lo que indica que debe tener una composición rocosa. Una medición JWST de la luz infrarroja media de 15 micras emitida por TRAPPIST-1 c indica que el planeta tiene una superficie rocosa expuesta o una atmósfera de dióxido de carbono muy delgada.

«Queremos saber si los planetas rocosos tienen atmósferas o no», dijo Sebastien Zeba, estudiante graduado de Max Planck y primer autor del nuevo artículo. En un comunicado de prensa de la NASA. En el pasado, solo podíamos estudiar planetas con atmósferas ricas en hidrógeno. Con Webb, finalmente podemos comenzar a buscar atmósferas dominadas por oxígeno, nitrógeno y dióxido de carbono».

Zieba y su equipo utilizaron el MIRI (instrumento JWST de infrarrojo medio) para observar el sistema TRAPPIST-1 en cuatro ocasiones diferentes (el 27 y 30 de octubre, y el 6 y 30 de noviembre de 2022) mientras el Planeta 1c se movía detrás de la estrella, un fenómeno conocido como un eclipse secundario. . Al comparar el brillo cuando el planeta está detrás de la estrella (solo la luz de la estrella) con el brillo cuando el planeta está al lado de la estrella (luz de la estrella y el planeta combinados), el equipo pudo calcular la cantidad de luz infrarroja media en Longitudes de onda de 15 micras que emite el planeta.

la nasa dijo La cantidad de luz infrarroja media emitida por un planeta está directamente relacionada con su temperatura, que a su vez se ve afectada por la atmósfera. El dióxido de carbono absorbe preferentemente luz de 15 micrones, lo que hace que el planeta parezca más tenue en esta longitud de onda. Sin embargo, las nubes pueden reflejar la luz, haciendo que el planeta parezca más brillante y enmascarando la presencia de dióxido de carbono.

Además, una atmósfera intrínseca de cualquier composición redistribuiría el calor del lado diurno al lado nocturno, lo que provocaría que la temperatura en el lado diurno fuera más baja de lo que sería sin atmósfera. Debido a que TRAPPIST-1 c orbita tan cerca de su estrella, aproximadamente 1/50 de la distancia entre Venus y el Sol, se cree que está bloqueada por mareas, con un lado en luz diurna perpetua y el otro en oscuridad infinita.

«Nuestros resultados son consistentes con que el planeta sea una roca desnuda sin atmósfera, o que el planeta tenga una atmósfera de dióxido de carbono muy delgada (más delgada que la atmósfera de la Tierra o incluso de Marte) sin nubes», dijo Ziba. «Si el planeta tuviera una atmósfera espesa de dióxido de carbono, habríamos observado eclipses secundarios muy poco profundos, o ningún eclipse en absoluto. Esto se debe a que el dióxido de carbono absorbería las 15 micras de luz, por lo que no detectaríamos ninguna luz proveniente de el planeta.»

en su papel, El equipo dijo que «la ausencia de CO₂– ¿La rica atmósfera en TRAPPIST-1? c indica una historia de formación deficiente y relativamente volátil… Si todos los planetas del sistema se formaron de la misma manera, esto indica una cantidad limitada de volátiles para los planetas potencialmente habitables del sistema. »

Kreidberg dijo en Twitter La cantidad de agua en la formación de TRAPPIST-1 c sería menos de 10 océanos de la Tierra. «Esto puede indicar un patrón de formación planetaria que no es terriblemente rico en agua (aunque no garantiza que c será de una manera similar a los exoplanetas)», dijo.

A finales de este año, dijo la NASA, los investigadores realizarán una sonda de seguimiento para observar las órbitas completas de los motores TRAPPIST-1 b y TRAPPIST-1 c. Esto permitiría ver cómo cambian las temperaturas del lado diurno al nocturno de dos planetas y proporcionaría más restricciones sobre si tienen o no atmósferas. Además, también se observarán otros planetas TRAPPIST-1. Por lo tanto, permanezca atento a la próxima publicación de datos emocionantes.