Two nearby exoplanets have yielded their clearest climate portrait yet
Los astrónomos han producido los primeros mapas de temperatura de dos exoplanetas del tamaño de la Tierra que orbitan otra estrella, utilizando el telescopio espacial James Webb para estudiar TRAPPIST-1b y TRAPPIST-1c a lo largo de órbitas completas. El resultado es contundente: ambos mundos parecen ser planetas rocosos y sin atmósfera, con climas brutalmente desiguales; sus hemisferios orientados a la estrella se calientan hasta extremos, mientras que sus lados nocturnos permanentes caen muy por debajo del punto de congelación.
Las observaciones se centran en los dos planetas más internos del sistema TRAPPIST-1, una familia compacta de siete planetas que gira en torno a una estrella enana roja a unos 40 años luz de la Tierra. Desde su descubrimiento, el sistema ha sido un objetivo principal para la ciencia de los exoplanetas, en parte porque varios de sus mundos se encuentran en la zona habitable de la estrella o cerca de ella y en parte porque las enanas rojas son las estrellas más comunes de la Vía Láctea. Comprender qué tipo de atmósferas pueden retener sus planetas es, por tanto, fundamental para la búsqueda más amplia de entornos potencialmente habitables más allá del Sistema Solar.
En este nuevo trabajo, un equipo internacional de las universidades de Ginebra y Berna utilizó Webb para observar de forma continua TRAPPIST-1b y 1c en luz infrarroja durante un total de 60 horas. Al medir la emisión térmica de cada planeta a medida que se movía alrededor de su estrella, los investigadores reconstruyeron cuánto calor irradiaba el lado diurno y el lado nocturno. Eso les permitió crear mapas de temperatura detallados en lugar de inferir las condiciones climáticas a partir de instantáneas más limitadas.
Mundos bloqueados por marea sin señales de transferencia de calor atmosférica
La condición definitoria en ambos planetas es el bloqueo por marea. Al igual que la relación de la Luna con la Tierra, los planetas rotan en sincronía con sus órbitas, lo que significa que la misma cara siempre apunta hacia su estrella. En mundos así no existe un ciclo ordinario de día y noche. Un hemisferio experimenta luz diurna perpetua, mientras que el otro permanece en oscuridad permanente. Si existe una atmósfera sustancial, puede transportar calor entre ambos lados y suavizar el contraste térmico. Si no hay atmósfera, la división térmica debería ser extrema.
Eso es esencialmente lo que vio Webb. TRAPPIST-1b alcanza temperaturas superiores a 200 grados Celsius en su lado diurno, mientras que el lado nocturno cae por debajo de menos 200 grados Celsius. TRAPPIST-1c mostró un patrón similar. Esos enormes contrastes son el resultado científico clave porque implican que el calor no se está redistribuyendo con eficacia alrededor de ninguno de los dos planetas. En otras palabras, estas observaciones no muestran evidencia de una atmósfera lo bastante densa como para suavizar las condiciones entre los hemisferios.
Este hallazgo reduce el abanico de interpretaciones posibles para los dos planetas. La lectura más simple es que ambos son mundos rocosos desnudos. Están cerca de su estrella anfitriona, fuertemente irradiados y no pueden mantener el tipo de atmósfera que podría moderar el clima o sostener condiciones superficiales remotamente similares a las de la Tierra. Eso no hace que el sistema sea menos interesante. Lo hace más legible. La ciencia de los exoplanetas suele avanzar tanto descartando mundos plausibles como identificando los prometedores.
Por qué TRAPPIST-1 sigue importando en la búsqueda de vida
TRAPPIST-1 sigue siendo uno de los laboratorios cercanos más convincentes para estudiar la diversidad planetaria en torno a enanas rojas. Sus siete planetas tienen escalas aproximadamente terrestres y su arquitectura compacta hace que las observaciones repetidas sean relativamente eficientes. Se esperaba que los mundos más internos fueran los entornos más duros, pero los planetas más templados del sistema siguen atrayendo atención porque orbitan en una región donde el agua líquida podría existir, en principio, bajo las condiciones atmosféricas adecuadas.
Por eso estos nuevos mapas importan más allá de TRAPPIST-1b y 1c. Las estrellas enanas rojas dominan la población estelar de la galaxia. Si los planetas que orbitan alrededor de ellas pierden con frecuencia sus atmósferas cuando están demasiado cerca, eso ayuda a definir dónde deberían mirar los científicos a continuación y qué señales deberían priorizar. El resultado también demuestra la capacidad de Webb para pasar de detectar planetas a caracterizar directamente sus climas, incluso cuando esos planetas son pequeños y rocosos.
La cartografía de temperatura de exoplanetas del tamaño de la Tierra había sido durante mucho tiempo un objetivo aspiracional porque la señal es tenue y las mediciones exigen una estabilidad extraordinaria. La sensibilidad infrarroja de Webb está haciendo posible ahora ese tipo de análisis. En este caso, el telescopio pudo seguir a ambos planetas a través de ciclos orbitales completos y extraer diferencias térmicas lo bastante grandes como para diagnosticar su estado atmosférico. Ese es un gran avance metodológico para el campo, aunque los planetas concretos estudiados resultaran ser hostiles.
Un hito construido sobre una respuesta dura
Existe una tendencia en la cobertura de exoplanetas a tratar cada nueva medición como un referéndum sobre la habitabilidad. La lección más importante de estas observaciones es más sutil. La habitabilidad no es la única recompensa científica. Saber que TRAPPIST-1b y 1c son probablemente mundos rocosos, sin aire y bloqueados por marea, dice a los investigadores algo concreto sobre la supervivencia atmosférica, la evolución planetaria y los límites ambientales de los mundos alrededor de estrellas pequeñas.
También aclara la agenda para futuras observaciones. Si los planetas interiores están, en efecto, reducidos a roca, la siguiente pregunta es cómo cambian las condiciones más lejos en el mismo sistema. ¿Los planetas más fríos de TRAPPIST-1 retienen sus atmósferas con más éxito? ¿Puede Webb o futuros observatorios detectar gases en esos mundos? ¿Qué tan común es este patrón en otros sistemas de enanas rojas?
Por ahora, TRAPPIST-1b y 1c se alzan como dos de los ejemplos más claros de cómo puede verse un planeta terrestre bloqueado por marea cuando no hay un amortiguador atmosférico entre el día eterno y la noche interminable. La ciencia es impresionante precisamente porque la respuesta es tan implacable. Webb no reveló condiciones ocultas y benignas en estos mundos. Reveló sus superficies expuestas, sus extremos térmicos y un nuevo nivel de precisión en el intento de la humanidad por leer los climas de planetas que orbitan soles lejanos.
This article is based on reporting by Universe Today. Read the original article.
Originally published on universetoday.com
