Cuando los acontecimientos globales nos hacen preguntarnos si la humanidad tiene lo necesario para persistir, es natural preguntarnos sobre otros mundos, otras formas de vida, otras especies inteligentes y si esas otras podrían estar mejor preparadas para sobrevivir a cualquier Gran Filtro que enfrenten. Son ideas fantasiosas, pero se basan en un razonamiento práctico. Comienzan identificando qué planetas en zonas habitables alrededor de otras estrellas podrían ser realmente habitables.
Esto comienza con agua líquida y una atmósfera propicia para la vida que pueda contenerla. El descubrimiento del sistema TRAPPIST-1 generó mucho entusiasmo hace unos años. Contiene siete mundos similares a la Tierra, y tres o quizás cuatro de ellos se encuentran en la zona habitable compacta de la enana roja.
Uno de ellos, TRAPPIST-1 d, podría albergar agua en su superficie, o al menos en partes de ella, según algunas investigaciones. Sin embargo, sin una atmósfera adecuada, un planeta no puede retener agua superficial, y nuevas observaciones del Telescopio Espacial James Webb (JWST) muestran que TRAPPIST-1 d no tiene una atmósfera similar a la de la Tierra.
El JWST observó dos tránsitos consecutivos de TRAPPIST-1 d con su instrumento NIRSpec/PRISM en noviembre de 2022. Investigadores de Canadá, Reino Unido, Francia y Estados Unidos analizaron los datos de esos tránsitos y concluyeron que el prometedor exoplaneta no tiene una atmósfera similar a la de la Tierra.
Sus resultados aparecen en un artículo en The Astrophysical Journal titulado Límites estrictos en las atmósferas secundarias potenciales en la exotierra rocosa templada TRAPPIST-1 d. La autora principal es Caroline Piaulet-Ghorayeb de la Universidad de Chicago y el Instituto Trottier de Investigación sobre Exoplanetas (IREx) de la Universidad de Montreal.
“Si bien TRAPPIST-1 d podría ser una roca estéril iluminada por una cruel estrella roja, los planetas exteriores TRAPPIST-1e, f, g y h aún podrían poseer atmósferas densas”, dijo el coautor Ryan MacDonald de la Universidad de St. Andrews.
“El cercano sistema TRAPPIST-1, con sus siete pequeños planetas rocosos orbitando una estrella M8 de tipo tardío, ofrece una oportunidad sin precedentes para buscar atmósferas secundarias en mundos terrestres templados”, escriben los autores en su investigación.
“Aquí presentamos el primer espectro de transmisión NIRSpec/PRISM de 0,6–5,2 μm de TRAPPIST-1 d a partir de dos tránsitos con el JWST”.
TRAPPIST-1 d se encuentra justo en el límite interior de la zona habitable de TRAPPIST-1. Es un objetivo ideal para la espectroscopia de transmisión, y estas observaciones del JWST proporcionan el primer espectro de transmisión detallado de la atmósfera del planeta. Desafortunadamente, el espectro es plano, lo que significa que no hay características atmosféricas detectables.
“En última instancia, queremos saber si un entorno similar al que disfrutamos en la Tierra puede existir en otros lugares, y bajo qué condiciones. Si bien el Telescopio Espacial James Webb nos brinda la capacidad de explorar esta cuestión en planetas del tamaño de la Tierra por primera vez, en este punto podemos descartar a TRAPPIST-1 d de una lista de posibles gemelos o primos de la Tierra”, declaró el autor principal Piaulet-Ghorayeb en un comunicado de prensa.
El JWST no detectó los tipos de moléculas presentes en la atmósfera terrestre, como el metano, el dióxido de carbono y el agua. Sin embargo, esto no descarta por completo la existencia de una atmósfera; existen otras posibilidades.
“Hay algunas razones potenciales por las que no detectamos una atmósfera alrededor de TRAPPIST-1 d. Podría tener una atmósfera extremadamente delgada que es difícil de detectar, similar a la de Marte“.
“Alternativamente, podría tener nubes muy densas y de gran altitud que impiden la detección de señales atmosféricas específicas, algo más parecido a Venus. O podría ser una roca estéril, sin atmósfera alguna”, dijo Piaulet-Ghorayeb.
Estudiar TRAPPIST-1 d y su atmósfera implica mucho más que simplemente descartar su habitabilidad. Implica un esfuerzo científico mayor. Las enanas rojas, o enanas M, como TRAPPIST-1, son comunes y probablemente el tipo de estrella más abundante en la Vía Láctea. Se sabe que albergan numerosos mundos rocosos donde podemos preguntarnos razonablemente si persiste la vida.
Pero las enanas rojas también son conocidas por sus violentas erupciones, y TRAPPIST-1 no es la excepción. Emite erupciones cada dos días y entre cuatro y seis superllamaradas al año. Esta potente actividad eruptiva podría destruir cualquier atmósfera planetaria, volviendo habitables los planetas de TRAPPIST-1.
Sin embargo, existe una considerable incertidumbre en torno a la fulguración y la habitabilidad de las enanas rojas. Algunas investigaciones muestran que los planetas no pudieron retener atmósferas ante las eyecciones de masa coronal provenientes de la estrella.
Pero al menos es posible que algunos de estos planetas conserven sus atmósferas. Por ejemplo, los potentes campos magnéticos planetarios podrían proporcionar una barrera protectora contra las erupciones de la estrella. El JWST abre un camino para comprender los efectos de las erupciones de las enanas rojas en las atmósferas.
“Los sensibles instrumentos infrarrojos del Webb nos permiten adentrarnos en las atmósferas de estos planetas más pequeños y fríos por primera vez”, dijo Björn Benneke de IREx en la Universidad de Montreal y coautor del estudio.
“Apenas estamos empezando a usar el telescopio Webb para buscar atmósferas en planetas del tamaño de la Tierra y para definir la línea entre los planetas que pueden mantener una atmósfera y los que no”.
Las únicas características en los espectros del JWST se atribuyen a la contaminación estelar, no a la absorción atmosférica. “Nuestro preciso espectro de transmisión puede explicarse completamente únicamente por la contaminación estelar, lo que nos permite descartar escenarios de atmósfera densa o sin nubes en una amplia gama de metalicidades atmosféricas potenciales”, escriben los autores.
Una atmósfera de bajo peso molecular es más difícil de retener para un planeta, y estas observaciones descartaron ese tipo de atmósferas dominadas por hidrógeno. También descartaron atmósferas más densas como las de Venus o Titán.
Lo único que queda son atmósferas extremadamente delgadas, con pocas probabilidades de favorecer la habitabilidad, o atmósferas dominadas por nubes altas que ocultan las características de absorción molecular del JWST. Sin embargo, la investigación las descarta.
“Por lo tanto, concluimos que (1) las atmósferas densas, libres de nubes y ricas en hidrógeno están descartadas por nuestro espectro de transmisión; (2) las alternativas delgadas y ricas en H2 están fuertemente desfavorecidas cuando se considera TRAPPIST-1 d en el contexto de su formación y evolución bajo irradiación estelar; y (3) no se espera que se formen nubes o neblinas de gran altitud en TRAPPIST-1 d si tiene una atmósfera de baja metalicidad”, explican los investigadores.
Este trabajo elimina casi con certeza a TRAPPIST-1 d de la lista de exoplanetas potencialmente habitables con agua. Esto es natural, por lo que la eliminación de TRAPPIST-1 d no es del todo segura.
“Nuestras observaciones aún no pueden excluir por completo otros posibles escenarios atmosféricos para TRAPPIST-1 d que fueron predichos en la literatura”, explican los autores, señalando que otras investigaciones que involucran modelos climáticos apuntan a la posibilidad de que el planeta bloqueado por las mareas podría formar nubes de agua a gran altitud en su terminador, bloqueando la visión de las señales de absorción atmosférica.
¿Pero qué pasa con los demás planetas del sistema?
“No se ha perdido toda esperanza para las atmósferas que rodean los planetas de TRAPPIST-1”, afirmó Piaulet-Ghorayeb. “Si bien no encontramos una señal atmosférica grande y definida en el planeta d, aún existe la posibilidad de que los planetas exteriores contengan mucha agua y otros componentes atmosféricos”.
Sin embargo, los planetas exteriores no son objetivos científicos tan atractivos como el planeta d. Están más lejos de la estrella y son más fríos. Incluso los potentes instrumentos del JWST tienen dificultades en esas condiciones. Si bien no se dispone de espectros detallados de estos mundos, los investigadores llegaron a una conclusión.
“Encontramos que incluso la pérdida total de atmósfera en TRAPPIST-1 d no impediría la presencia de atmósfera en los planetas exteriores de la HZ TRAPPIST-1 e, f y g”, escriben los autores en su conclusión. A diferencia de los planetas interiores, es posible que estos planetas exteriores conservaran su agua “incluso si inicialmente solo acumularon unos pocos océanos terrestres de volátiles”.
“Nuestro trabajo de investigación apenas comienza. Si bien TRAPPIST-1 d podría ser una roca estéril iluminada por una cruel estrella roja, los planetas exteriores TRAPPIST-1e, f, g y h aún podrían poseer atmósferas densas”, añadió Ryan MacDonald, coautor del artículo, quien trabaja actualmente en la Universidad de St. Andrews, en el Reino Unido, y anteriormente en la Universidad de Michigan.
Gracias al Webb, ahora sabemos que TRAPPIST-1 d está muy lejos de ser un mundo habitable. Estamos descubriendo que la Tierra es aún más especial en el cosmos. Ser un humano significa dar testimonio de los momentos más grandes y triunfantes de realización y unidad de la humanidad, pero también de las acciones depravadas que realizamos unos contra otros.
Las mentes pensantes se preguntan inevitablemente si existen otros mundos con vida. Cada mundo potencialmente habitable es un atisbo de esperanza de que los humanos, con todas sus dificultades, no somos la única especie inteligente.
Si buscamos en el cielo y en los exoplanetas algún alivio a los problemas de la humanidad, TRAPPIST-1 d no lo proporcionará. Si esta investigación es correcta, queda eliminado de la lista de exoplanetas esperanzadores. Vamos con el siguiente.
Fuente: Universe Today.
