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:



123 Comentarios

      1. La ESO envió la información al unisono cuando se estaba dando la rueda de prensa. Como menciona Daniel, ya el descubrimiento se había hecho con otros instumentos europeos, solo que se ratifico con dos instrumentos de la NASA y de ahi que ellos hagan el anuncio.

    1. Se sabía desde hace días, pero solo se había compartido con periodistas y divulgadores para que fueran preparando los artículos e informaciones que iban a publicar una vez la NASA lo hiciera público. Y así tenemos un artículo tan completo como este justo a la vez que la presentación oficial. No obstante alguien se había saltado ese veto y lo ha publicado esta mañana, así que había rumores.

      Sobre el sistema, es apasionante. Un ‘Sistema Solar’ a escala de Sistema Joviano. Y nada menos que 4 planetas en su zona habitable. Vivimos en una época apasionante.

      1. Ah ese era el secreto! Gracias por la información.

        En principio impresionante el sistema, ojalá James Webb pueda sorprendernos con sus futuros descubrimientos.

    2. +1

      El post en Eureka apareció practicamente al mismo tiempo de la conferencia en vivo de la NASA, y se nota que este artículo tuvo su tiempo de investigación y desarrollo, con imagenes etc., ¿qué nos ocultas Daniel?!

  1. Tremendo! Y en un añito TESS ya a punto, cada dos semanas vamos a tener exoplanetas para aburrir, y todos “cerca”.

    Lástima Daniel no poder ir a saludarte a Coruña este sábado, no puedo asistir. Para una próxima vez!

    1. Hola Tomás,

      ¿puedes darme detalles sobre lo de Coruña? ¿Es este sábado? Es que soy de ahí y si este sábado viene Daniel no me lo pierdo, pero no encuentro información por ningún lado.

      ¡Muchas gracias!

  2. Me quito el sombrero ante la inmediatez de este artículo de Daniel y ante su contenido. Fue enterarme de la noticia e ir directo al blog de Daniel y allí estaba un artículo completísimo y documentado. ¡Enhorabuena!

  3. Un pequeña informacion adicional el nombre de Trappist-1 viene del Telescopio TRAnsiting Planets and PlanetesImals Small Telescope–South (TRAPPIST), ubicado en La Silla, Chile, y fue quien descubrió inicialmente los primeros exoplanetas en dicha estrella.

    1. Supongo que el hecho de que el investigador principal sea belga tendrá algo que ver. Y ponerle nombre de cerveza a un sistema estelar es absolutamente genial.

      1. Hay que precisar que el sistema ya estaba conocido (con 3 planetas). Y que los que lo construyeron son belgas (Universidad de Lieja). Todo el mérito es para ellos.

        No quiero parecer un “anti americano primario” pero siempre son los mismos que se llevan la palma cuando no han hecho nada más que mirar hacia un parte del cielo ya conocida y con instrumentos hechos por otros…

        1. A ver, el anuncio conjunto del ESO y la NASA fue pactado por el embargo del artículo de Nature. Evidentemente la NASA tiene mucho más tirón publicitario y esto era de esperar. Pero tampoco podemos decir que la NASA no tiene ningún mérito. De no ser por el Spitzer no se podría haber detectado el séptimo planeta y concretar tan bien los parámetros de las órbitas del resto de planetas.

  4. Sin duda es muy interesante y hace volar la imaginación.
    Sin embargo yo esperaría a tener más información. Hace no tantos años se pensaba que quizás Venus fuese como la Tierra y se llevaron buen chasco al mandar las primeras sondas.

    Hay que ser pacientes, ni siquiera sabemos que tenemos en nuestro sistema solar, como para ser capaces de imaginar otros mundos más lejanos.
    ¿Habéis visto la atmósfera de Júpiter? Esas perturbaciones atmosféricas gigantes llenas de colores, miles de millones de litros de compuestos líquidos pulverizados mezclándose constantemente, bajo fuerzas titanicas ¿Tendrá la atmósfera de Júpiter los suficientes elementos líquidos y sólidos para que pueda existir vida?¿Seguro que es en planetas como el nuestro donde nos tenemos que fijar?. Saludos.

    1. Lo digo porque aun no sabemos siquiera donde es más posible que surja la vida, ¿Y si la vida en la Tierra surgió de contaminación procedente de Jupiter?

  5. Me hago cruces pensando cómo puede mantener la estabilidad orbital un sistema así. Si uno consulta los datos de semieje mayor de la órbita de cada uno de los planetas, se ve rápidamente que las “oposiciones” entre ellos serán tan increíblemente cercanas como ¡¡600.000 km!! entre TRAPPIST-1 b y c, y del orden de 1 millón de kilometros en general entre cada pareja. Pero son planetas del masa semejante a la Tierra. A esas distancias sus interacciones gravitatorias tienen que ser brutales, bastante superiores a las que sostienen la Tierra y la Luna. En los parámetros orbitales publicados por los autores, la excentricidad de los planetas es muy, muy contenida (menor que 0.085 en el caso más elevado). Se observan algunas resonancias orbitales entre ellos, ciertamente, pero es que el sistema parece muy “extremo” como para tener estabilidad orbital a largo plazo.

    1. Lo mismo pienso, inclusive a tal distancia dudo que tengan lunas algunos de ellos, capaz solamente el planeta mas externo que aun falta por confirmarse.

      1. Me hago la misma pregunta y añado otra ¿cómo funcionaria el modelo de Niza? Me resulta difícil creer que en tan corto espacio se hayan formado 7 planetas ¿de dónde sale tanta materia?

  6. Eso sí; desde luego, los cielos de esos mundos tienen que ser un espectáculo muy por encima de cualquier imaginación desbocada, Star Wars incluida …

  7. No sé qué me sorprende más, si el anuncio de la NASA o la rapidez y detalle con la que Daniel nos ha informado.

    ¿Seguro que no eres el Doctor Who y viajas en la TARDIS?

  8. Fascinante. Debido a la poca masa de la estrella, el sistema parece uno de satelites más que uno planetario como conocemos; de todas maneras soy muy pesimista respecto a la habitabilidad de esos planetas -si Próxima b ya parece que va a ser inhabitable por su cercanía, esa estrella no va a ser excepción y más siendo aún menor que ella-.

    La única posibilidad es no solo migración planetaria sino que en los billones de años que va a durar TRAPPIST-1 pueda haber cambios que vuelva a uno habitable; al menos hay decenas de miles de millones de estrellas o más de ese tipo en los que probar suerte.

    Y si no para el futuro remoto del Universo queda ésto: https://en.wikipedia.org/wiki/Blue_dwarf_(red-dwarf_stage)

  9. He visto la noticia en televisión, pero como ya no me creo nada, pasé a leer la RSS de Eureka y hete aquí que como me temía lo que han dicho en TV se acerca más bien poco a la realidad. (Como otras noticias de nos las “cuelen” igual, y creo que sí, … ¡apañados estamos!).
    Gracias Daniel, siempre atento a la actualidad.

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Por Daniel Marín
Publicado el ⌚ 22 febrero, 2017
Categoría(s): ✓ Astronomía • Exoplanetas