Un equipo internacional de investigadores ha utilizado el Telescopio Espacial James Webb de la NASA para medir la temperatura del exoplaneta rocoso TRAPPIST-1 b. La medición se basa en la emisión térmica del planeta: energía térmica emitida en forma de luz infrarroja detectada por el Instrumento de Infrarrojo Medio (MIRI) de Webb. El resultado indica que el lado diurno del planeta tiene una temperatura de aproximadamente 232 grados celsius (aproximadamente 450 grados Fahrenheit) y sugiere que no tiene una atmósfera significativa.
Esta es la primera detección de cualquier forma de luz emitida por un exoplaneta tan pequeño y tan frío como los planetas rocosos de nuestro propio sistema solar. El resultado marca un paso importante para determinar si los planetas que orbitan pequeñas estrellas activas como TRAPPIST-1 pueden sostener las atmósferas necesarias para sustentar la vida. También es un buen augurio para la capacidad de Webb para caracterizar exoplanetas templados del tamaño de la Tierra utilizando MIRI.
«Estas observaciones realmente aprovechan la capacidad de infrarrojo medio de Webb», dijo Thomas Greene, astrofísico del Centro de Investigación Ames de la NASA y autor principal del estudio publicado en la revista Nature. «Ningún telescopio anterior ha tenido la sensibilidad para medir una luz infrarroja media tan tenue».
Planetas rocosos orbitando enanas rojas ultrafrías
A principios de 2017, los astrónomos informaron del descubrimiento de siete planetas rocosos que orbitan una estrella enana roja ultrafría (o enana M) a 40 años luz de la Tierra. Lo que es notable acerca de los planetas es su similitud en tamaño y masa con los planetas rocosos internos de nuestro propio sistema solar. Aunque todos orbitan mucho más cerca de su estrella que cualquiera de nuestros planetas orbitan alrededor del Sol, todos podrían caber cómodamente dentro de la órbita de Mercurio, reciben cantidades comparables de energía de su pequeña estrella.
TRAPPIST-1 b, el planeta más interno, tiene una distancia orbital de aproximadamente una centésima parte de la de la Tierra y recibe aproximadamente cuatro veces la cantidad de energía que la Tierra recibe del Sol. Aunque no está dentro de la zona habitable del sistema, las observaciones del planeta pueden proporcionar información importante sobre sus planetas hermanos, así como los de otros sistemas de enanas M.
«Hay diez veces más de estas estrellas en la Vía Láctea que estrellas como el Sol, y tienen el doble de probabilidades de tener planetas rocosos que estrellas como el Sol», explicó Greene. «Pero también son muy activos: son muy brillantes cuando son jóvenes y emiten bengalas y rayos X que pueden eliminar una atmósfera».
La coautora Elsa Ducrot de la Comisión Francesa de Energías Alternativas y Energía Atómica (CEA) en Francia, que formó parte del equipo que realizó estudios anteriores del sistema TRAPPIST-1, agregó: «Es más fácil caracterizar planetas terrestres alrededor de estrellas más pequeñas y frías. Si queremos entender la habitabilidad alrededor de las estrellas M, el sistema TRAPPIST-1 es un gran laboratorio. Estos son los mejores objetivos que tenemos para observar las atmósferas de los planetas rocosos».
Detectar una atmósfera (o no)
Observaciones anteriores de TRAPPIST-1 b con los telescopios espaciales Hubble y Spitzer no encontraron evidencia de una atmósfera hinchada, pero no pudieron descartar una densa.
Una forma de reducir la incertidumbre es medir la temperatura del planeta. «Este planeta está bloqueado por mareas, con un lado mirando hacia la estrella en todo momento y el otro en oscuridad permanente», dijo Pierre-Olivier Lagage de CEA, coautor del artículo. «Si tiene una atmósfera para circular y redistribuir el calor, el lado diurno será más fresco que si no hay atmósfera».
El equipo utilizó una técnica llamada fotometría secundaria de eclipses, en la que MIRI midió el cambio en el brillo del sistema a medida que el planeta se movía detrás de la estrella. Aunque TRAPPIST-1 b no es lo suficientemente caliente como para emitir su propia luz visible, tiene un brillo infrarrojo. Al restar el brillo de la estrella por sí sola (durante el eclipse secundario) del brillo de la estrella y el planeta combinados, pudieron calcular con éxito cuánta luz infrarroja emite el planeta.
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