TRAPPIST-1, un sistema planetario en miniatura con varios planetas potencialmente habitables

El descubrimiento de exotierras es uno de los objetivos más importantes de la astronomía moderna. Detectar un planeta con las dimensiones de la Tierra situado en la zona habitable de su estrella parecía un sueño hace tan solo unos años. Y sin embargo ya conocemos unos cuantos. Algo mucho menos frecuente es encontrar sistemas con más de un planeta potencialmente habitable. Pero, ¿y si te digo que acabamos de descubrir una estrella con siete planetas de los cuales cuatro podrían ser potencialmente habitables? Pues eso es justo lo que acaba de ocurrir hoy. Te presento a TRAPPIST-1.

Recreación de la superficie de uno de los planetas de TRAPPIST-1 (NASA/JPL-Caltech).
Recreación de la superficie de uno de los planetas de TRAPPIST-1 (NASA/JPL-Caltech).

El sistema TRAPPIST-1 ya era conocido por albergar tres planetas, uno de los cuales parecía estar justo fuera de la zona habitable. TRAPPIST-1, también conocida con el bonito nombre de 2MASS J23062928−0502285, es una pequeña estrella enana roja de tipo espectral M8 situada a 39 años luz con una masa que apenas alcanza el 8% de la solar. Su pequeño tamaño explica que la zona habitable esté muy pegada a su estrella, una disposición que ya hemos visto en otros casos, como por ejemplo el planeta más cercano a la Tierra, Proxima b. Sin embargo, ahora un equipo de investigadores liderado por Michaël Gillon ha descubierto gracias al método del tránsito que en realidad son siete y no tres los planetas que giran alrededor de TRAPPIST-1.

Sistema TRAPPIST-1 (NASA/JPL-Caltech).
Sistema TRAPPIST-1 (NASA/JPL-Caltech).
El sistema TRAPPIST-1 comparado con el sistema solar (ESO/O. Furtak).
El sistema TRAPPIST-1 comparado con el sistema solar (ESO/O. Furtak).

Ya conocemos otros sistemas múltiples, pero lo fascinante de TRAPPIST-1 es que los siete planetas tienen un tamaño parecido a la Tierra y varios se encuentran en la zona habitable. Todos ellos se encuentran a poca distancia de la estrella, con periodos de entre 1,5 y 20 días. TRAPPIST-1 d, e y h son incluso más pequeños que la Tierra. Además, puesto que es un sistema múltiple y compacto, se ha podido aplicar la técnica TTV (Transit Timing Variations) para calcular las masas de los planetas. Somos afortunados, porque recordemos que normalmente el método del tránsito solo nos da información sobre el tamaño de un planeta, pero no su masa. Conociendo las dimensiones y su masa somos capaces de estimar la densidad de los planetas y, por lo tanto, llegar a alguna conclusión sobre sus propiedades (por contra, solo conocemos la masa mínima de Proxima b, pero no su tamaño, ya que fue descubierto por el método de la velocidad radial).

Sistema TRAPPIST-1 (Gillon et al.).
Sistema TRAPPIST-1. Los planetas d, e, f y g están en la zona habitable (zona gris) (Gillon et al.).
Las curvas de luz de los siete tránsitos de los planetas de TRAPPIST-1 vistos por el telescopio Spitzer (Gillon et al.)
Las curvas de luz de los siete tránsitos de los planetas de TRAPPIST-1 vistos por el telescopio el telescopio espacial Spitzer de la NASA (Gillon et al.)

Los planetas d, e, f y g están en la zona habitable, esto es, la zona alrededor de la estrella donde puede existir agua líquida en la superficie de un planeta si se dan las condiciones adecuadas (entre ellas, que haya una atmósfera digna de mención). ¡Cuatro planetas en la zona habitable! Esto sí que es un récord. Naturalmente, los criterios de definición de zona habitable son un tanto subjetivos, así que los cuatro entrarían en la zona habitable solo si nos decantamos por la definición más optimista de la misma. Pero incluso si optamos por la llamada definición pesimista, más exigente, los planetas e, f y g seguirían estando en su interior.

Ya que la Tierra está más cerca del límite interior de la zona habitable del sistema solar que del exterior se suele considerar que cuanto más cerca de este límite esté un mundo, tanto mejor (obviamente, no todo el mundo está de acuerdo). Por eso no debemos perder de vista a TRAPPIST-1 e y f, ambos en la parte interna de la zona habitable. TRAPPIST-1 e tiene el 92% del tamaño de la Tierra, mientras que TRAPPIST-1 f es un poquito más grande, con un radio de 1,04 veces el de nuestro planeta. Por contra, TRAPPIST-1 g, también situado en la zona habitable, pero en la parte exterior tiene un radio de 1,13 veces el de la Tierra y quizás tenga una atmósfera demasiado densa para que sea compatible con la vida. O quizás sea todo lo contrario y precisamente esa atmósfera contenga gases de efecto invernadero que permitan mantener temperaturas óptimas en la parte exterior de la zona habitable. Tampoco debemos obviar el calentamiento interno provocado por las fuerzas de marea debido a la escasa distancia a la que se encuentran los planetas entre sí.

Características de los planetas TRAPPIST-1 (NASA/JPL-Caltech).
Características de los planetas TRAPPIST-1 (NASA/JPL-Caltech).

En cualquier caso, las estimaciones de densidad sugieren que se trata de mundos con poco contenido en metales y muchos volátiles, así que es fácil que tengan algún tipo de atmósfera a su alrededor (un dato que obviamente desconocemos). El sistema TRAPPIST-1 tiene unas proporciones que recuerdan a los satélites galileanos de Júpiter más que al sistema solar en su conjunto y la propia estrella es solo un poco más grande que Júpiter. Por eso muchos investigadores creen que los mecanismos de formación planetaria de las enanas rojas son más parecidos a los de un gigante gaseoso que a una estrella como el Sol (los cuatro satélites galileanos orbitan Júpiter en resonancia con periodos comprendidos entre 1,7 y 17 días, lo que recuerda poderosamente al sistema TRAPPIST-1).

El sistema TRAPPIST-1 comparado con el sistema solar y los satélites galileanos de Júpiter (NASA/JPL-Caltech).
El sistema TRAPPIST-1 comparado con el sistema solar y los satélites galileanos de Júpiter (NASA/JPL-Caltech).
Otra vista comparativa (ESO/O. Furtak).
Otra vista comparativa (ESO/O. Furtak).
TRAPPIST-1 y el Sol (ESO).
TRAPPIST-1 y el Sol a escala (ESO).

Los mundos de TRAPPIST-1 deben superar los enormes desafíos que conlleva el vivir cerca de una enana roja. Como ya comentamos con motivo del reciente descubrimiento de Proxima b, lo más probable es que estos mundos sufran acoplamiento de marea y muestren siempre el mismo hemisferio hacia su estrella. Esto quiere decir que en un lado del planeta será de día continuamente y en otro tendremos una noche eterna. Aunque también es posible que, si su órbita es un poquito excéntrica, roten en resonancia con el periodo de traslación, como le ocurre a Mercurio. Por otro lado, las enanas rojas son famosas por emitir enormes cantidades de rayos X y partículas que pueden esterilizar un planeta que esté demasiado cerca, algo que podría evitarse con una atmósfera lo suficientemente densa y un buen campo magnético (aunque la baja densidad de los planetas provoca que sea más difícil imaginar un núcleo de hierro y níquel de dimensiones adecuadas para producir una magnetosfera potente). Otro factor a tener en cuenta para analizar la habitabilidad es la edad del sistema. Desgraciadamente resulta muy complicado calcular la edad de una estrella, así que solo es posible asegurar que tiene más de 500 millones de años, pero al tratarse de una enana roja podría tener miles de millones. Y, al revés, TRAPPIST-1 seguirá brillando cuando la mayor parte de las estrellas de la Galaxia se hayan apagado.

La zona habitable de TRAPPIST-1, al igual que las de otras enanas rojas, se ha ido contrayendo con el tiempo. O sea, que los mundos que ahora son habitables antes eran demasiado calientes para serlo. Esto implica que quizás sufrieron una etapa de ‘secado’ durante la cual el agua que pudieran contener pudo desaparecer debido a un efecto invernadero descontrolado como el de Venus. No obstante, TRAPPIST-1 es un sistema compacto y los modelos teóricos favorecen una formación a gran distancia de la estrella. Por lo tanto, es probable que estos planetas se hayan formado lejos durante la fase más caliente de la estrella y luego fueran migrando hacia el interior, evitando la fase de deshidratación por efecto invernadero. Un escenario de formación lejana cuadra con la baja densidad estimada para los planetas.

sa (Gillon et al).
Estimación de la composición de los siete planetas de TRAPPIST-1 comparados con el sistema solar (Gillon et al).

Este descubrimiento ha sido posible gracias a ocho telescopios terrestres distintos, incluidos el gran VLT del ESO en Chile y el William Herschel de La Palma. Además se han usado las observaciones de los telescopios espaciales Hubble y Spitzer de la NASA, de ahí que la agencia espacial norteamericana haya convocado una rueda de prensa para dar la noticia. El telescopio infrarrojo Spitzer ha sido fundamental para confirmar los parámetros de los siete planetas y, de hecho, el séptimo planeta más alejado solo ha sido detectado por el Spitzer con un único tránsito. Por lo tanto su existencia está en cuestión hasta que sea confirmado por otros instrumentos.

TRAPPIST-1 no está tan cerca como Proxima Centauri, pero se encuentra a ‘solo’ 39 años luz. Esta relativa cercanía la convierte en un candidato ideal para el futuro telescopio espacial James Webb y los telescopios gigantes de nueva generación. Con suerte durante la próxima década seremos capaces de analizar la atmósfera de alguno de los planetas de TRAPPIST-1. Y, como soñar es gratis, no cuesta nada imaginar un sistema no ya con uno, sino con varios planetas compatibles con formas de vida microbiana.

Referencias:


122 Comentarios

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Robert HillRobert Hill

En hora buena por el fascinante artículo Daniel

Has hecho bien en informar a la NASA y a ESO para que puedan publicar la noticia, hubieran quedado mal si tú la publicas antes que ellos en el blog. ; )

Eres la caña.

FoxbatFoxbat

Períodos orbitales de dias?? Por favor! Esos no son planetas. Un planeta que se precie de llevar ese nombre tiene un período orbital de entre 200 a 400 dias.

Carlos TCarlos T

¿Ha puesto el SETI o quien sea sus radiotelescopios mirando a los “trapistas”? Si existen y tienen tecnología de radio a lo mejor podemos escuchar sus emisiones.

¿Alguien sabe algo mas?

NoelNoel

Hombre, a 39 años luz, ya habríamos escuchado algo fijo, si emiten en todas direcciones como nosotros… Nuestras emisiones de radio y TV habrán alcanzado ya unos 100 años luz de distancia en todas direcciones. Si hay alguien allí con tecnología compatible con la nuestra, ya nos habrán escuchado…

Lo que no creo que vengan, porque viendo lo que transmitimos, sobretodo en las últimas décadas…

Y en cuanto les lleguen las transmisiones de “Gran Hermano”, “Sálvame”, “La Noria” y similares, vamos, como para tacharnos del mapa por cenutrios!!!

Claro que, también les habrán llegado las pelis de Chuck Norris y Bud Spencer, y al igual les mola y se acercan a pillar la videografía, jajajaja.

Hilario GómezHilario Gómez

Va a ser que no. Las señales de radio y televisión emitidas por la Tierra son relativamente débiles.

Para ser detectables por un receptor en otro planeta es condición fundamental que el nivel de la señal del emisor sea superior al del ruido radioeléctrico existente en la naturaleza. El nivel de este ruido depende principalmente de la frecuencia de la sintonía, es la”temperatura de ruido de la antena”. Los equipos receptores también generan algo de ruido, es la “temperatura de ruido interno”. La suma de ambos niveles de ruido se expresa en grados Kelvin y marcará la frontera a partir de la cual podrá ser útil la señal ( el mensaje ). Dicho con otras palabras si el nivel de la señal llegase por debajo del nivel del ruido no podría establecerse la comunicación.

En condiciones ideales, para poder detectar las primeras emisiones televisivas realizadas en la Tierra (a mediados de los años 30 en Alemania, con motivo de las Olimpiadas de 1936), emisiones que se radiaron en frecuencias comprendidas entre 40 y 50 MHz y con una potencia entre 20 y 30 Kw, una antena situada a unos 27 años luz debería tener un diámetro de 70 millones de kilómetros.

Claro que con el tiempo las señales de TV se radiaron con mas potencia y con menor longitud de onda, pero incluso así -a esa distancia- habría que construir una antena de 500.000 km de diámetro.

Por otro lado, su bien nuestras señales de radio podrían en teoría percibirse en una esfera de 100 años luz de diámetro, las de televisión, a fecha de hoy, solo podrían detectarse a 81 años luz de distancia.

NoelNoel

Eso contando con NUESTRA tecnología. Es posible perfectamente que tuviesen sistemas mucho más sensibles que los nuestros… o que estén en la Edad de Piedra (hablando de civilizaciones inteligentes, claro).

También ten en cuenta que se han radiado señales muchísimo más potentes en todas direcciones, tipo militar, de exploración, comunicaciones con sondas interplanetarias, pulsos de radar, etc… Supongo que la inmensa mayoría de las señales que emitimos, a más de 10 años luz serán ya prácticamente imperceptibles. Pero muchas otras sí que tendrán un alcance enorme… la cuestión será qué parte de esas estarán enfocadas hacia Trappist-1… y si hay alguien allí capaz de “escucharlas”.

Gracias por las aclaraciones de la debilitación de las señales en función del ruido natural de fondo… no tenía idea (será por eso que no hemos captado nada aún {oficialmente}?)

Hilario GómezHilario Gómez

Claro, es que hay señales y señales, y no es lo mismo una señal de TV UHF convencional de hace unos años que una de tecnología digital actual o la señal de un radiotelescopio o de un radar de un sistema de seguimiento de misiles. Pero el mito de que los extrerrestres estarían viendo las Olimpiadas de Berlín (caso de la película “CONTACT”) o un episodio de Perry Mason es eso: un mito.

Por otro lado, las civilizaciones realmente avanzadas dudo mucho que usen señales de radiofrecuencia para decir “Aquí estamos” o para poner al día de la programación televisiva local al vecindario interestelar. De hecho, en la propia Tierra esta tecnología está cayendo en desuso, pues o bien se emite ya en digital (TDT) con señales de poca potencia o se ha pasado todo al cable y a internet. Dentro de 50 años usaremos otras tecnologías de difusión de contenidos audiovisuales y nos comunicaremos con nuestras sondas y naves tripuladas con enlaces láser, con lo que nuestro planeta habrá en la práctica “enmudecido” en lo que a emisiones de radiofrecuencia se refiere.

U-95U-95

Alguien que estudiara en ondas de radio al Sol detectaría un exceso de ondas de radio procedentes de este, que al aumentar la resolución se convertiría en que esas ondas de radio proceden de un cuerpo que está orbitando a esa estrella.

Asimismo la potencia de lo que emitimos está disminuyendo al reemplazarse el sistema analógico por el digital (TDT), y en lo que se refiere a otras civilizaciones podrían usar sistemas mucho más económicos (banda estrecha, no banda ancha), emitir usando algo que no usamos/conocemos (láser/entrelazamiento cuántico y similares respectivamente), o simplemente que sus señales no la detectemos por considerarla ruido.

PelauPelau

Debido a los aspectos técnicos que comenta Hilario, una civilización con deseo explícito de decir “Hola, Universo” debería conocer y usar el canal universal óptimo al alcance incluso de civilizaciones emergentes como la nuestra.

Por eso SETI busca preferentemente en la frecuencia de transición hiperfina del hidrógeno neutro (~1420 MHz) modulada en CW (continuous waveform). Esa frecuencia forma parte del espectro de radio donde está prohibida la emisión por tratados internacionales.

https://en.wikipedia.org/wiki/Hydrogen_line
https://en.wikipedia.org/wiki/Continuous_wave

Por supuesto, una civilización avanzada podría desear decir “Hola, Universo Civilizado Nivel X”, es decir, le interesaría establecer contacto sólo con sus pares usando métodos que NO están al alcance de civilizaciones emergentes como la nuestra. Es una de las posibles “soluciones” a la paradoja de Fermi.

Saludos.

ManuelManuel

Si antes de contactar con nosotros nos analizan un poco y ven como nos matamos unos a otros y lo malos que somos, seguro que no quieren ni por asomo hacer amistades no le vayamos a contagiar la mala leche que nos gastamos entre nosotros.

Jose LuisJose Luis

Ah! Si fueran atmósferas compatible con la vida tal como la conocemos… podriamos soñar con las primeras colonias… Los Trappisteros jajajajaja

GermanGerman

Buenos días!. Excelente Daniel, como siempre me fascinan tus artículos.
Hoy he leído en los periódicos de mis pagos que “el ser humano tardaría 800 mil años, según el astronauta de la NASA Scott Kelly.” o “Nikole Lewis, astrónomo del STScI, estima que un viaje así podría durar alrededor de 44 millones”
Podrías tu o alguno de tus eruditos comentaristas hacerme las cuentas (como para un niño de escuela) para llegar a entender esas afirmaciones?
En algún momento recuerdo haber leído un artículo de Daniel explicándolo para llegar a otro de estos “futuros domicilios del hombre”, pero no lo pude encontrar…
Muchas gracias.

JxJx

Según Albert Einstein nada puede viajar mas rápido que la luz, así que ese es nuestro limite con base en la física conocida.
Próxima Centauri es la estrella mas cercana al Sol; viajando en una nave espacial que pudiese viajar a la velocidad de la luz tardaríamos 4.2 años en llegar hasta esa estrella.
Solo las señales electromagnéticas pueden hacer ese viaje en estos momentos, o sea señales como las de radio, o una láser apuntando hacia allí. De otro modo con nuestra nave espacial mas rápida jamas construida, tardaríamos en llegar a Próxima Centauri unos 81.000 años, solo de ida. Y la estrella TRAPPIST-1 esta a diez veces eso, o sea mas o menos a 40 años luz, o se a tardaríamos 800.000 mil años en llegar hasta allí..
.. algún día, no se si en este siglo logremos viajar al 10% de la velocidad de la luz a lo mucho, con mejoras en propulsión, nuevas tecnologías basadas en la física que conocemos.
A menos que descubramos avances en al física, como doblar el espacio tiempo, utilizar la gravedad para vencer la luz, viajes multidimensionales, no se se me ocurre eso que viajar hasta otra estrella sea como tomar un avión hoy en día, esos destinos están extremadamente lejos, aunque en la escala cósmica 40 años luz no son nada.

MJBMJB

Contactar con una civilización estraterrestre es practicamente imposible por las distancias tan enormes que nos separán, si nos llega un mensaje o señal identificativa y nosotros enviamos una respuesta, cuando llege a su destino habrá tardado tanto tiempo, que esa civilización ya no existirá. Si nos contestan a una señal nuestra, es el mismo problema para cuando llege la respuesta, nosotros no existiremos, incluso hasta el planeta tierra puede haber desaparecido.
Conclusión o Reflexión que me hago: la Inmensidad del Cosmos nos hace tan Pequeños y Aislados que no somos Nada. Pero por el hecho de ser entes con vida e inteligeencia nos hace extraordinariamente importante en el universo. Salud a todos.

wachovskywachovsky

En solo 46 años, para 2063, vamos a establecer contacto con los lógicos de Vulcano en 40 Eridani a unos 16 años luz de la Tierra, más cerca que TRAPPIST-1 a 39 y más lejos que Wolf 1061-c a 13,8 a luz. Después, solo después vamos a entablar una colosal batalla en Wolf 359 a 7,78 aluz (los de la Federación con sede capitalina en Londres de este el lado más cercano de nuestro cuadrante galáctico) contra los romulanos, los klingon traidores y el sofisticado colectivo Borg. La vamos a ganar no caben dudas.
Aunque todo esto se puede ir al cuerno de Rodenberry y porque los extraterrenos no existen, ni macrobios ni microbianos… sigan buscando.

¿Dónde está Stewie Griffin? Él explica que conviene ocultarse de los alienígenas, pero nos gusta mucho a nosotros mostrarnos (los tontos del culo que usan Facebook explica Evaristo de Gatillazo y la Vascongada); ellos como nosotros hijos de la química del carbono, vanidosos, egoístas, ególatras y pecadores del errar constante tampoco se ocultarían de nosotros ¿Dónde diablos están tras 60 años de SETI, de enviar radioondas y nunca recibir nada? Carl Sagan estaba en el error. No existen. Los planetas recién descubiertos son para nosotros, para la primera panspermia de todas; vayamos por ellos en dos o tres o cinco siglos, cuando finalicen facebook y el gobierno mundial actualmente en ciernes ¡Stewie vuelve al redil de estas ovejas sin pastor!

Jose Arias PérezJose Arias Pérez

Primero fueron las estrellas,luego algún planeta gase oso,luego un planeta rocoso y ahora 6 o más rocosos.Ahora a descubrir las atmósferas y por fin a milagro ,seres inteligentes.No hay que ser muy listo para descifrar esta ecuación. Años hace que ellos nos visitan y nosotros mirándonos el ombligo. Que la fuerza os acompañe.

Pedro LopezPedro Lopez

Respecto a la mala costumbre de las enanas rojas de soltar rayos x como si no hubiera un mañana, yo creía que los campos electromagnéticos no son capaces de detener esos rayos x. ¿Estoy equivocado o de esos rayos x debería ocuparse la atmósfera planetaria?
Pregunto desde el desconocimiento porque después de buscar mas de una hora no he visto ningún sitio que diga algo sobre rayos x y campos electromagnéticos.

EtxazpiEtxazpi

Gran artículo de Daniel, as usual.

Esto demuestra que hay muchos sistemas planetarios ahí fuera y algunos mas “raros” que el nuestro. Sólo la falta de avance tecnológico y las increíbles distancias hacen imposible saber mas acerca de dichos mundos.

De todas formas yo creo que se encontrará vida extraterrestre antes en el sistema solar que fuera de él. Lo que si se encontrarán seran muchos planetas con buenas condiciones de habitabilidad.

dingasodingaso

Se me ocurre que antes de 40 años , el instrumental que llevarán los telescopios espaciales, serán capaces de sensar los “espectros de reflexión” de los exoplanetas.
Así, para los que estamos apurados, se encontrarán exoplanetas en estrellas más cercanas que trappist, los que fueron detectados por “obstrucción del espectro de emisión” de la estrella, porque su plano eclíptico está alineado con nuestra línea de visión. Deben estar esperándonos muchos más sistemas planetarios con eclípticas perpendiculares o sesgadas, no detectables por el método del bloqueo de su estrella.
¿ Podrá el JWST ?

Valeria FloresValeria Flores

He tenido que escribir un ensayo de “seven temperate terrestrial planets around the nearby ultracool dwarf star TRAPPIS-1″ y tu publicación me ha ayudado bastante, muchas gracias.

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