Uno de los siete planetas del tamaño de la Tierra que orbitan alrededor de la estrella enana roja TRAPPIST-1 se ha vuelto de particular interés para los astrónomos de la Tierra. Este planeta, TRAPPIST-1e, orbita dentro de la “Zona Ricitos de Oro” de la estrella, una región donde las temperaturas pueden permitir que exista agua líquida en la superficie, pero sólo si el planeta tiene una atmósfera que ayude a regular esas condiciones. Donde el agua líquida puede sobrevivir, surge naturalmente la posibilidad de vida.
Dos artículos científicos recientes informan sobre las primeras observaciones detalladas del sistema TRAPPIST-1 realizadas con el Telescopio Espacial James Webb de la NASA. Este estudio, publicado Cartas de revistas astrofísicasde un equipo de investigación que incluye a Sukrit Ranjan del Laboratorio Planetario y Lunar de la Universidad de Arizona. Los autores examinan cuidadosamente los datos recopilados hasta ahora y describen varias posibilidades plausibles de cómo podrían ser la atmósfera y la superficie de TRAPPIST-1e.
Un tercer artículo, sin embargo, insta a la moderación. Si bien los hallazgos iniciales son alentadores y representan un paso importante hacia la comprensión de uno de los exoplanetas similares a la Tierra más cercanos posibles, Ranjan sostiene que se necesitan pruebas más sólidas. En particular, pidió estudios más rigurosos para probar si TRAPPIST-1e realmente tiene atmósfera y si los indicios tentativos de metano vistos por James Webb provienen del planeta y no de su estrella anfitriona.
Un sistema planetario compacto cerca de casa
El sistema trapense recibe su nombre del estudio que lo identificó por primera vez: el “Proyecto Pequeño Telescopio de Planetas y Planetsimales en Tránsito”. Esta familia de planetas se encuentra a unos 39 años luz de la Tierra. Se puede considerar como una versión reducida de nuestro propio sistema solar, ya que la estrella y los siete planetas encajarían cómodamente en la órbita de Mercurio. Allí los años pasan muy rápido: cada planeta trapense completa una órbita alrededor de la estrella en tan sólo unos días.
“La tesis básica de TRAPPIST-1e es: si tiene atmósfera, es habitable”, dijo Ranjan, profesor asistente en LPL. “Pero ahora mismo, la pregunta de primer orden tiene que ser: ‘¿Existe siquiera una atmósfera?'”
Cómo buscar una atmósfera en la web
Para investigar esa pregunta, el equipo utilizó el potente espectrógrafo de infrarrojo cercano (NIRSpec) del telescopio espacial James Webb. Apuntan el instrumento al sistema trapense cuando Trappist-1e transita, es decir, pasa frente a su estrella anfitriona. Durante un tránsito, parte de la luz de las estrellas atraviesa cualquier atmósfera que rodee al planeta y ciertas longitudes de onda son absorbidas. Al medir esta luz estelar filtrada, los astrónomos pueden estimar qué gases están presentes. La repetición de este proceso a través de múltiples tránsitos afina gradualmente la imagen de la química atmosférica del planeta.
A lo largo de los cuatro tránsitos de TRAPPIST-1e, el equipo vio leves indicios de metano. Sin embargo, TRAPPIST-1 es la llamada estrella enana M, sólo una décima parte del tamaño del Sol y ligeramente más grande que Júpiter. Debido a que estas estrellas tienen propiedades físicas diferentes a las de nuestro Sol, Ranjan señala que los científicos deben tener especial cuidado al interpretar cualquier señal planetaria potencial.
“Mientras que el Sol es una estrella enana amarilla brillante, TRAPPIST-1 es una enana roja muy fría, lo que significa que es significativamente más pequeña, más fría y más débil que nuestro Sol”, explicó. “Lo suficientemente frío, de hecho, para permitir que las moléculas de gas entren en su atmósfera. Hemos insinuado el metano, pero la pregunta es: ‘¿Es el metano responsable de las moléculas en la atmósfera del planeta o en la estrella anfitriona?'”
Explorando el misterio del metano
Para explorar esta cuestión, Ranjan y sus colegas crearon una variedad de atmósferas posibles para TRAPPIST-1e, centrándose en escenarios ricos en metano. Luego calcularon qué tan factible sería cada caso teniendo en cuenta los datos web. En el escenario más plausible probado, TRAPPIST-1e terminó pareciéndose muy similar a Titán, la luna rica en metano de Saturno. Sin embargo, el análisis mostró que este escenario era muy improbable.
“Basándonos en nuestro trabajo reciente, sugerimos que la indicación tentativa de una atmósfera previamente reportada es más probable que sea ‘ruido’ de la estrella anfitriona”, dijo Ranjan. “Sin embargo, eso no significa que TRAPPIST-1e no tenga atmósfera; sólo necesitamos más datos”.
Ranjan también enfatizó que, a pesar de sus extraordinarias capacidades, el Telescopio Espacial James Webb no fue diseñado como un objetivo principal para exoplanetas pequeños del tamaño de la Tierra.
“Fue diseñado mucho antes de que supiéramos que existían tales mundos, y tenemos suerte de que pueda estudiarlos”, dijo. “Sólo existen unos pocos planetas del tamaño de la Tierra para los cuales se podría medir potencialmente algún tipo de composición atmosférica detallada”.
Nuevas misiones y estrategias en el horizonte
Las observaciones futuras pueden ayudar a resolver la incertidumbre. Un esfuerzo prometedor es la misión Pandora de la NASA, un pequeño satélite actualmente en construcción y cuyo lanzamiento está previsto para principios de 2026. Dirigido por Daniel Appai, profesor de astronomía y ciencia planetaria en el Observatorio Steward de la Universidad de Arizona, Pandora está destinado específicamente a estudiar estrellas exoestelares y sus atmósferas. La nave espacial rastreará estrellas que albergan planetas potencialmente habitables antes, durante y después de los tránsitos planetarios, mejorando la capacidad de los científicos para distinguir los efectos estelares de las verdaderas señales atmosféricas.
Paralelamente, el equipo de investigación de TRAPPIST-1e está trabajando en un programa más amplio de observaciones y aplicando nuevos métodos de análisis que eventualmente pueden aclarar si el planeta tiene atmósfera. Un método clave se conoce como tránsito doble. Con este método, los astrónomos observan la estrella en un momento en que TRAPPIST-1e y TRAPPIST-1b, los planetas más internos y sin viento del sistema, pasan frente a la estrella al mismo tiempo.
“Estas observaciones nos permitirán separar lo que está haciendo la estrella de lo que está sucediendo en la atmósfera del planeta; debería tener una”, dijo Ranjan.
