En un estudio reciente publicado en Astrophysical Journal Letters, un equipo internacional de investigadores dirigido por la Universidad de Colonia en Alemania examinó cómo las erupciones solares provocadas por la estrella TRAPPIST-1 podrían afectar el calentamiento interior de sus exoplanetas en órbita. Este estudio tiene el potencial de ayudarnos a comprender mejor cómo las erupciones solares afectan la evolución planetaria. El sistema TRAPPIST-1 es un sistema exoplanetario ubicado aproximadamente a 39 años luz de la Tierra con al menos siete exoplanetas potencialmente rocosos en órbita alrededor de una estrella que tiene 12 veces menos masa que nuestro propio sol. Dado que la estrella madre es mucho más pequeña que nuestro propio sol, las órbitas planetarias dentro del sistema TRAPPIST-1 también son mucho más pequeñas que nuestro propio sistema solar. Entonces, ¿cómo puede este estudio ayudarnos a comprender mejor la habitabilidad potencial de los planetas en el sistema TRAPPIST-1?
“Si tomamos la Tierra como nuestro punto de partida, la actividad geológica ha dado forma a toda la superficie del planeta y, en última instancia, la actividad geológica es impulsada por el enfriamiento planetario”, dijo el Dr. Dan Bower, geofísico del Centro para el Espacio y la Habitabilidad en la Universidad de Berna, y coautor del estudio.
“La Tierra tiene elementos radiactivos en su interior que generan calor y permiten que los procesos geológicos persistan más allá de los 4,5 Gyr. Sin embargo, surge la pregunta de si todos los planetas requieren elementos radiactivos para impulsar procesos geológicos que puedan establecer un entorno superficial habitable que permita la evolución de la vida. Aunque algunos otros procesos pueden generar calor dentro de un planeta, a menudo son de corta duración o requieren circunstancias especiales, lo que promovería la hipótesis de que la actividad geológica (¿y los entornos habitables?) son posiblemente raros”.
Lo que hace que este estudio sea intrigante es que TRAPPIST-1 se conoce como una estrella de tipo M, que es mucho más pequeña que nuestro sol y emite mucha menos radiación solar.
“Las estrellas M (enanas rojas) son el tipo de estrella más común en nuestro vecindario estelar, y TRAPPIST-1 ha atraído una atención significativa desde que se descubrió que estaba orbitada por siete planetas del tamaño de la Tierra”, explicó el Dr. Bower.
“En nuestro estudio, investigamos cómo las erupciones estelares de TRAPPIST-1 afectaron el balance de calor interior de los planetas en órbita y descubrimos que, en particular para los planetas más cercanos a la estrella, el calentamiento interior debido a la disipación óhmica de las erupciones es significativo y puede impulsar la actividad geológica. Además, el proceso es de larga duración y puede persistir a lo largo de escalas de tiempo geológicas, lo que podría permitir que el entorno de la superficie evolucione hacia un estado habitable o pase por una serie de estados habitables, por ejemplo, al despojar a la atmósfera protectora que envuelve un planeta. Nuestros resultados presentan una perspectiva diferente, mostrando cómo las llamaradas pueden en realidad promover el establecimiento de un entorno habitable cerca de la superficie”.
La disipación óhmica, también conocida como pérdida óhmica, se define como “una pérdida de energía eléctrica debido a la conversión en calor cuando una corriente fluye a través de una resistencia”. Esencialmente, es lo que los científicos usaron para calcular la cantidad de calor que pierde un planeta, también conocido como enfriamiento planetario, que todos los cuerpos planetarios terrestres, incluso la Tierra, encuentran.
Los hallazgos del estudio indican que el enfriamiento planetario que ocurre en los planetas TRAPPIST-1 es suficiente para impulsar la actividad geológica, lo que conduciría a atmósferas más espesas. Los modelos de los investigadores también predicen que la presencia de un campo magnético planetario puede mejorar estos resultados de calentamiento.
Recientemente, el telescopio espacial James Webb de la NASA realizó sus primeras observaciones del sistema TRAPPIST-1 y descubrió que uno de los planetas de su sistema tiene una baja probabilidad de poseer una atmósfera de hidrógeno como los planetas gaseosos de nuestro propio sistema solar. Esto podría indicar que al menos uno de los planetas de TRAPPIST-1 podría poseer una atmósfera más terrestre como la Tierra, Marte y Venus. Dado que TRAPPIST-1 tiene potencial para el campo de la astrobiología, ¿qué investigación de seguimiento se planea para este estudio?
“Hay dos caminos obvios a seguir”, explica el Dr. Bower. “Primero, nuestro vecindario estelar está dominado por estrellas M, por lo que las campañas de observación pueden evaluar la naturaleza de las llamaradas de muchas más estrellas M además de TRAPPIST-1. En segundo lugar, la caracterización mejorada del sistema planetario TRAPPIST a través de observaciones y modelos mejorará nuestra comprensión de los interiores planetarios. Esto nos permitirá refinar nuestro modelo en términos de si los planetas tienen un núcleo de hierro y si tienen un gran manto de silicato similar a la Tierra”.
“Planeamos ejecutar simulaciones físicas más elaboradas para comprender mejor el efecto de los campos magnéticos intrínsecos”, dijo el Dr. Alexander Grayver, líder del grupo de investigación junior de Heisenberg en la Universidad de Colonia y autor principal del estudio. “El objetivo a largo plazo es acoplar nuestro modelo con modelos de formación y erosión de la atmósfera”.
Fuente: Phys.org.
