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Un TRAPPIST-1 más antiguo

TRAPPIST-1 es más antiguo que nuestro sistema solar

Esta ilustración muestra lo que el sistema TRAPPIST-1 podría ser similar a partir de un punto cercano planeta TRAPPIST-1f (a la derecha). Crédito de la imagen: NASA / JPL-Caltech

Si queremos saber más acerca de si la vida podría sobrevivir en un planeta fuera de nuestro sistema solar, es importante conocer la edad de su estrella madre. Las estrellas jóvenes tienen lanzamientos frecuentes de radiación denminada llamaradas de alta energía (Flare) que pueden calcinar sus superficies planetarias. Si los planetas se formaron recientemente, sus órbitas también pueden ser inestables. Por otra parte, los planetas que orbitan estrellas más antiguas han sobrevivido a la serie de flares de juventud, pero también se han expuesto a los estragos de la radiación estelar por un período de tiempo más largo.

Los científicos tienen ahora una buena estimación de la edad de uno de los sistemas planetarios más interesantes descubiertos hasta la fecha denominado TRAPPIST-1, un sistema de siete mundos que orbitan alrededor de una estrella enana ultra-fresca del tamaño de la Tierra a unos 40 años-luz de distancia. Los investigadores dicen en un nuevo estudio que el TRAPPIST-1 la estrella es bastante antigua: entre 5,4 y 9,8 mil millones de años. Esto es hasta dos veces mayor que nuestro propio sistema solar, que se formó hace unos 4,5 mil millones de años.

Las siete maravillas de TRAPPIST-1 fueron revelados a principios de este año en una conferencia de prensa de la NASA, utilizando una combinación de los resultados de la planetas en tránsito y planetesimales con un pequeño telescopio en Chile en conjunto con el telescopio espacial Spitzer de la NASA y otros telescopios terrestres. Tres de los planetas TRAPPIST-1 residen en la denominada “zona habitable” de la estrella, que es la distancia orbital donde un planeta de tipo rocoso con una atmósfera “podría” tener agua líquida en su superficie. Los siete planetas son propensos a que la marea gravitacional de su estrella, defina que cada uno de los planetas tenga un lado diurno y otro nocturno perpetuo.

En el momento de su descubrimiento, los científicos creían que el sistema de TRAPPIST-1 tenía que ser de por lo menos 500 millones de años, ya que se trata de una estrella de baja masa (aproximadamente el 8 por ciento que la del Sol), sólo un poco más grande que el planeta Júpiter. Sin embargo, incluso este límite inferior de edad era incierto; en teoría, la estrella podría ser casi tan antigua como el universo mismo. Son las órbitas de este sistema compacto de planetas estable? Podría contener vida con el tiempo suficiente para evolucionar en cualquiera de estos mundos?

“Nuestros resultados realmente ayudan a entender la evolución del sistema TRAPPIST-1, debido a que el sistema tiene que haber persistido durante miles de años. Esto significa que los planetas tenían que evolucionar juntos, de lo contrario el sistema habría desmoronado hace mucho tiempo,” dijo Adam Burgasser, astrónomo de la Universidad de California en San Diego, y el primer autor del artículo. Burgasser asociado con Eric Mamajek, científico del programa adjunto del Programa de Exploración de Exoplanetas de la NASA con sede en el JPL, para calcular la edad del TRAPPIST-1. Sus resultados serán publicados en la revista The Astrophysical Journal.

No está claro lo que esto significa “mayor edad para la habitabilidad de los planetas”. Por un lado, las estrellas más viejas tienen menos flares que las estrellas más jóvenes, y Burgasser y Mamajek confirmaron que TRAPPIST-1 es relativamente tranquilo en comparación con otras estrellas enanas ultra frías. Por otra parte, dado que los planetas están tan cerca de la estrella, se ha absorbido durante mil millones de años radiación de alta energía, que podría haber evaporado en sus atmósferas y presentar grandes cantidades de agua. De hecho, el equivalente de un océano de la Tierra puede haber evaporado de cada planeta de TRAPPIST-1 a excepción de los dos más distante de la estrella: los planetas g y h. En como ver nuestro propio sistema solar, Marte es un ejemplo de un planeta que probablemente tenía agua líquida en su superficie en el pasado, pero perdió la mayor parte de sus aguas y la atmósfera a la radiación de alta energía del sol durante mil millones de años.

Sin embargo, la vejez no significa necesariamente que la atmósfera de un planeta se ha erosionado. Dado que los planetas TRAPPIST-1 tienen densidades más bajas que la Tierra, es posible que grandes depósitos de moléculas volátiles tales como el agua pueden producir atmósferas gruesas que protegería las superficies planetarias de las radiaciones nocivas. Una espesa atmósfera también podría ayudar a redistribuir el calor a los lados oscuros de estos planetas con anclaje mareal. Pero esto también podría ser contraproducente en un proceso de “efecto invernadero fuera de control”, en que la atmósfera se vuelve tan gruesa que se recalienta la superficie del planeta -como en el caso de Venus-.

“Si hay vida en estos planetas, me gustaría especular que la vida tiene que ser resistente, ya que tiene que ser capaz de sobrevivir algunos escenarios potencialmente nefastos para los mil millones de años”, dijo Burgasser.

Afortunadamente, las estrellas de poca masa como TRAPPIST-1 tienen temperaturas y luminosidades que permanecen relativamente constantes a lo largo de miles de millones de años, marcada por los acontecimientos de estallidos magnéticos ocasionales. Los tiempos de vida de las diminutas estrellas como TRAPPIST-1 se prevé que ser mucho, mucho más que la edad de 13,7 mil millones de años del universo (el Sol, en comparación, tiene una vida útil de unos 10 mil millones de años).

“Las estrellas mucho más masivas que el Sol consumen su combustible rápidamente, dando más luz a través de millones de años y explotando como supernovas,” dijo Mamajek. “Pero TRAPPIST-1 es como una vela de combustión lenta que brillará por cerca de 900 veces más que la edad actual del universo.”

Algunas de las pistas Burgasser y Mamajek utilizan para medir la edad de TRAPPIST-1 incluyen la rapidez con la estrella se mueve en su órbita alrededor de la Vía Láctea (estrellas más rápidas tienden a ser de mayor edad), la composición química de su atmósfera, y el número de flares en TRAPPIST- 1 que tuvo durante los períodos de su observación. Estas variables apuntaban a una estrella que es sustancialmente mayor que nuestro Sol.

Futuras observaciones con el telescopio espacial Hubble de la NASA y el próximo telescopio espacial James Webb pueden revelar si estos planetas tienen atmósferas, y si tales ambientes son como o parecidos al de la Tierra.

“Estos nuevos resultados proporcionan un contexto útil para futuras observaciones de estos planetas, lo que nos podría dar una gran comprensión de cómo se forman las atmósferas y como evolucionan, y si perduran o no”, dijo Tiffany Kataria, científico exoplanetista del JPL, que no participó en el estudio.

Observaciones futuras con Spitzer podrían ayudar a los científicos a afinar sus estimaciones de las densidades de los planetas de TRAPPIST-1, que trasmiten y dan comprensión de sus composiciones.

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