El anuncio de un sistema de siete planetas alrededor de la estrella TRAPPIST-1 a principios de este año provocó una oleada de interés científico. Este no solo fue uno de los mayores lotes de planetas que se descubrieron alrededor de una sola estrella, el hecho de que se demostró que los siete eran de naturaleza terrestre (rocosa) fue muy alentador. Aún más alentador fue el hecho de que se descubrió que tres de estos planetas orbitaban con la zona habitable de la estrella.
Desde entonces, los astrónomos han estado buscando aprender todo lo que puedan sobre este sistema de planetas. Además de si tienen o no atmósferas, los astrónomos también están buscando aprender más sobre sus órbitas y las condiciones de la superficie. Gracias a los esfuerzos de un equipo internacional de astrónomos dirigido por la Universidad de Washington, ahora tenemos una idea precisa de cómo podrían ser las condiciones en su planeta más externo: TRAPPIST-1h.
Según el estudio del equipo: "Una cadena resonante de siete planetas en TRAPPIST-1", que se publicó recientemente en la revista Astronomía de la naturaleza - se basaron en datos de la misión Kepler para determinar el período orbital del planeta. Específicamente, consultaron los datos obtenidos durante la Campaña 12 de la misión K2, un período de observación de 79 días que se extendió desde el 15 de diciembre de 2016 hasta el 4 de marzo de 2017.
Dirigido por Rodrigo Luger, un estudiante graduado de la Universidad de Washington, el equipo ya estaba al tanto del patrón en las órbitas de los seis planetas internos del sistema. Esto se basó en datos previos proporcionados por el Telescopio Espacial Spitzer, que indicó que estos planetas están en resonancia orbital, es decir, sus respectivos períodos orbitales están matemáticamente relacionados e influyen entre sí.
A partir de estos datos, el equipo ya había calculado que TRAPPIST-1h tendría un período orbital de poco menos de 19 días. Una vez que consultaron los datos de K2, notaron que durante el período de observación de 79 días, TRAPPIST-1h realizó el tránsito de cuatro estrellas de la estrella, lo que resultó en un período orbital de 18.77 días. En otras palabras, el equipo descubrió que sus observaciones eran consistentes con sus cálculos.
Este hallazgo fue un alivio para Luger y sus colegas. Como afirmó en un comunicado de prensa de UW:
“TRAPPIST-1h fue exactamente donde nuestro equipo predijo que estaría. Me preocupó por un tiempo que estábamos viendo lo que queríamos ver. Las cosas casi nunca son exactamente como se espera en este campo: generalmente hay sorpresas en cada esquina, pero la teoría y la observación coincidieron perfectamente en este caso ".
El descubrimiento de esta resonancia significa que TRAPPIST-1 ha establecido otro récord. Para empezar, ya es conocido por ser uno de los dos únicos sistemas estelares que alberga siete planetas extrasolares; el otro es el sistema estelar HR 8832, una estrella variable de tipo K3V de secuencia principal ubicada a 21 años luz de distancia. En segundo lugar, tiene los planetas terrestres más confirmados que se han descubierto en un solo sistema estelar hasta la fecha.
Pero con estos últimos datos, TRAPPIST-1 ahora tiene el récord de tener la mayoría de los planetas en una resonancia orbital también. Los marcadores de posición anteriores fueron Kepler-80 y Kepler-223, los cuales tienen cuatro planetas en una resonancia orbital. Según Luger, esta resonancia probablemente se estableció cuando el sistema TRAPPIST-1 todavía era joven y los planetas todavía estaban en proceso de formación. Como Luger explicó:
“La estructura resonante no es una coincidencia, y apunta a una interesante historia dinámica en la que los planetas probablemente migraron hacia adentro en un paso de bloqueo. Esto hace que el sistema sea un gran banco de pruebas para la formación de planetas y las teorías de migración. Por lo tanto, podríamos estar mirando un planeta que alguna vez fue habitable y desde entonces se ha congelado, lo cual es increíble de contemplar y genial para estudios de seguimiento ".
La posibilidad de que los planetas lograran su danza orbital actual al principio de la historia del sistema también podría significar que TRAPPIST-1h alguna vez fue habitable. Mientras que tres planetas orbitan con la zona habitable de la estrella (TRAPPIST-1 d, e, yf), TRAPPIST-1h orbita la estrella a una distancia de aproximadamente 10 millones de km (6 millones de millas), lo que la coloca mucho más allá del alcance de la estrella. zona habitable de la estrella.
De hecho, a esta distancia, TRAPPIST-1h obtiene tanta energía del Sol como el planeta enano Ceres (ubicado en nuestro Sistema Solar en el cinturón principal de asteroides, entre Marte y Júpiter), lo que da como resultado una temperatura superficial promedio de 173 K (-100 ° C; -148 ° F). Pero en el pasado, cuando su estrella era más brillante y más caliente, el planeta pudo haber recibido suficiente energía como para que su superficie hubiera sido lo suficientemente cálida como para soportar agua líquida.
"Por lo tanto, podríamos estar mirando un planeta que alguna vez fue habitable y desde entonces se ha congelado, lo cual es increíble de contemplar y genial para estudios de seguimiento", dijo Luger. TRAPPIST-1 también es un candidato principal para el estudio de seguimiento dada su proximidad. Ubicada a solo 39.5 años luz de la Tierra, esta estrella y su sistema de planetas presentan algunas oportunidades excepcionales para el estudio de los exoplanetas y la habitabilidad de las estrellas de tipo M.
Más allá de eso, este estudio también demostró que a pesar del fracaso de dos ruedas de reacción, la misión Kepler sigue siendo extremadamente útil cuando se trata del estudio de exoplanetas. A pesar de que mantener un ojo constante en el sistema TRAPPIST-1 presentaba desafíos instrumentales, Kepler aún logró producir información confiable que fuera consistente con los cálculos del equipo.
Además de determinar el período orbital de TRAPPIST-1h, el equipo usó los datos de K2 para caracterizar aún más las órbitas de los otros seis planetas, descartar la posibilidad de que haya más planetas en el sistema y aprender más sobre la estrella misma (como su rotación período y nivel de actividad). Esta información también será crucial para determinar si alguno de los planetas ubicados dentro de la zona habitable de la estrella podría ser habitable.
El descubrimiento del sistema TRAPPIST-1 fue un evento que tomó muchos años. Pero el ritmo al que han aparecido los nuevos descubrimientos ha sido muy impresionante. En los próximos años, con el despliegue de los cazadores de planetas de la próxima generación, como el telescopio James Webb y el satélite de prospección de exoplanetas en tránsito (TESS), podremos profundizar y aprender aún más.
Y asegúrese de disfrutar este video de la resonancia orbital de TRAPPIST-1, cortesía del profesor asistente Daniel Fabrycky de la Universidad de Chicago:
