Posible exoplaneta habitable Trappist-1 capturado destruyendo su propia atmósfera
Los científicos han descubierto que se está destruyendo la atmósfera de un planeta potencialmente habitable, un proceso que eventualmente podría hacer que el mundo, Trappist-1e, sea inhóspito para la vida. La destrucción parece ser causada por corrientes eléctricas creadas cuando el planeta gira alrededor de su estrella enana roja.
Es un descubrimiento importante porque el sistema Trappist-1, en el que este exoplaneta orbita una pequeña estrella enana roja, ha sido un objetivo importante en la búsqueda de vida extraterrestre. De los siete mundos rocosos similares a la Tierra del sistema, al menos tres están ubicados en la zona habitable, una región alrededor de una estrella que no es ni demasiado caliente ni demasiado fría para permitir que un planeta contenga agua líquida.
Sin embargo, un planeta sin atmósfera no puede retener agua líquida, incluso si se encuentra en la zona habitable, también conocida como “zona Ricitos de Oro”. Esto muestra que aunque Trappist-1e puede estar en la zona habitable de la enana roja Trappist-1, ubicada a 40 años luz de la Tierra, su habitabilidad puede ser fugaz.
El mismo fenómeno que afecta a la atmósfera de Trappist-1e también puede estar afectando a las atmósferas de otros planetas de esta zona habitable, lo que es una mala noticia para la posibilidad de encontrar vida en este sistema.
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Formas de destruir la atmósfera de un exoplaneta
Trappist-1e tiene aproximadamente el tamaño de la Tierra, pero tiene aproximadamente 0,7 veces la masa de nuestro planeta. Es el cuarto planeta desde su estrella, orbita a sólo 0,028 veces la distancia entre la Tierra y el Sol, completando una órbita en sólo 6,1 días terrestres.
A pesar de esta proximidad, como Trappist-1 es mucho más pequeño y más frío que el Sol, su zona habitable está mucho más cerca de su superficie en comparación con la zona habitable de nuestra estrella. Con ese fin, no es la radiación de esta enana roja la que parece estar destruyendo la atmósfera de TRAPPIST-1e, sino más bien un viento de partículas cargadas arrastradas por la estrella llamado «viento estelar».
«Observamos cómo el clima espacial cambia a lo largo de la órbita del planeta, con TRAPPIST-1e haciendo transiciones muy rápidas entre condiciones y presiones de viento estelares muy diferentes, lo que lleva a una especie de compresión y relajación pulsante del campo magnético planetario», dijo Cecilia Garraffo, del equipo. . colega y astrofísico de Harvard & Smithsonian, dijo a Space.com. «Esto genera fuertes corrientes eléctricas en la atmósfera superior (la ionosfera) que calientan la atmósfera como un calentador eléctrico».
Garraffo explicó que la Tierra también experimenta variaciones en el viento solar, lo que provoca un calentamiento similar en nuestra atmósfera. La diferencia es que el calentamiento que siente TRAPPIST-1e es hasta 100.000 veces más fuerte que el que experimenta la Tierra debido a los vientos solares del Sol. Esto se debe a que Trappist-1e se mueve rápidamente alrededor de su estrella y el movimiento que impulsa poderosas corrientes ionosféricas que se disipan y crean un calentamiento extremo, que el equipo llama «calentamiento Joule impulsado por voltaje».
Aunque el equipo había predicho este efecto en 2017, los investigadores se sorprendieron de lo poderoso que lo descubrieron ahora.
«Puede ser tan fuerte para TRAPPIST-1e que el calor esencialmente evapore la atmósfera superior», dijo Garraffo. «Durante millones de años, el planeta podría perder completamente su atmósfera debido a este fenómeno».
La investigación del equipo muestra que hay más de unas pocas formas en que un planeta puede perder su atmósfera.
Ofer Cohen, miembro del equipo e investigador del Centro Lowell de Ciencia y Tecnología Espaciales, dijo a Space.com que normalmente se cree que la pérdida de atmósferas de exoplanetas se debe a algún proceso externo. Esto incluye una fuerte radiación de la estrella, que puede hacer que la atmósfera se caliente y escape, o partículas cargadas en el viento estelar que golpea los planetas, provocando un fuerte efecto de extracción.
«En este caso, el calentamiento de la atmósfera, y su consiguiente pérdida, se debe únicamente al rápido movimiento planetario. Por lo tanto, el planeta está condenado a perder su atmósfera simplemente por moverse», dijo Cohen. «Es como cuando nos da pereza quitar la nieve del techo de nuestro coche y simplemente empezamos a conducir, esperando que el aire que circula alrededor del coche haga el trabajo por nosotros y retire la nieve; al menos eso es lo que hacemos. en el área de Boston.
«Creo que es realmente genial que los planetas puedan hacer esto con su atmósfera».
¿Qué pasa con los otros planetas Trappist-1?
En la Tierra, nuestra magnetosfera protege nuestra atmósfera desviando partículas cargadas debajo de las líneas del campo magnético y detrás de nuestro planeta. Marte, sin un fuerte campo magnético, vio su atmósfera devastada por los vientos solares y la fuerte radiación solar. De hecho, como resultado, el Planeta Rojo probablemente perdió su agua en el espacio.
También se cree que Trappist-1e tiene magnetosfera, pero estos hallazgos muestran que puede no ser suficiente para prevenir la destrucción atmosférica.
«Normalmente, el campo magnético de un planeta actúa como una burbuja protectora, pero alrededor de TRAPPIST-1e, esta burbuja se ve comprometida. El campo magnético del planeta se conecta con el de la estrella, creando vías que permiten que las partículas de la estrella golpeen el planeta directamente», dijo Garraffo. . «Esto no sólo elimina la atmósfera, sino que también la calienta significativamente, dejando a TRAPPIST-1e y sus vecinos vulnerables a la pérdida total de sus atmósferas».
Trappist-1e es el cuarto planeta de la estrella enana roja en el corazón de este fascinante sistema planetario de mundos rocosos. Los astrónomos descubrieron previamente que Trappist-1b, el exoplaneta más cercano a la estrella, parece haber perdido ya su atmósfera.
El equipo cree que el calentamiento Joule impulsado por voltaje también puede estar afectando a Trappist-1f y Trappist-1g, despojándolos también de sus atmósferas, aunque en menor medida de lo que imaginan que sucedería con Trappist-1e. Esto se debe a que, a 0,038 y 0,04683 veces la distancia entre la Tierra y el Sol desde su estrella, respectivamente, estos planetas se mueven más lentamente a través de los vientos estelares de la enana roja que Trappist-1e.
«Los planetas más cercanos a Trappist-1 enfrentarán un destino aún más extremo, y los más alejados un poco más leve», dijo Garraffo. «Me imagino que todos los planetas Trappist-1 tendrán dificultades para mantener una atmósfera».
Los hallazgos del equipo podrían tener implicaciones más allá del sistema Trappist-1, así como la búsqueda de exoplanetas habitables y vida fuera del sistema solar. Sugieren que los exoplanetas cercanos a sus estrellas probablemente hayan perdido sus atmósferas, incluso si se encuentran dentro de la zona habitable de esa estrella.
Los resultados también podrían ayudar a sugerir qué estrellas podrían albergar planetas con moléculas que indiquen la presencia de vida: los biomarcadores.
«Nuestra investigación sugiere que estas estrellas anfitrionas de baja masa probablemente no sean las más prometedoras para albergar planetas con atmósfera», concluyó Garraffo. «Identificar qué estrellas anfitrionas podrían conducir a planetas habitables y observar estos tránsitos atmosféricos con el telescopio espacial James Webb y futuros observatorios, pero también desarrollar la tecnología para interpretar estos resultados en términos de biomarcadores».
La investigación del equipo fue publicada el 16 de febrero en la Revista Astrofísica.
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