Primer espectro del JWST de un planeta del sistema TRAPPIST-1        

Por: Megan Sherburne, Universidad de Michigan.

25 de septiembre de 2023.

Representación artística de la estrella enana roja TRAPPIST-1. Crédito de la imagen: Benoît Gougeon, Universidad de Montreal.

Los astrónomos obtuvieron nuevos datos del Telescopio Espacial James Webb (JWST, por sus siglas en inglés) sobre TRAPPIST-1 b, el planeta del sistema extrasolar TRAPPIST-1 más cercano a su estrella. Estas nuevas observaciones ofrecen información sobre cómo su estrella puede afectar las observaciones de exoplanetas en la zona habitable de estrellas frías. En la zona habitable, todavía puede existir agua líquida en la superficie del planeta en órbita.

La mayor parte de la investigación del equipo se centró en cuánto podían aprender sobre el impacto de la estrella en las observaciones de los planetas del sistema TRAPPIST-1, los resultados fueron publicados en la revista The Astrophysical Journal Letters. De acuerdo a las investigaciones, los expertos no observaron signos de atmósfera alrededor de TRAPPIST-1 b, esto indicaría que el exoplaneta podría ser una roca desnuda, tener nubes en lo alto de la atmósfera o tener una molécula muy pesada como el dióxido de carbono que hace que la atmósfera sea demasiado pequeña para detectarla.

TRAPPIST-1, es una estrella mucho más pequeña y fría que nuestro Sol, ubicada aproximadamente a 40 años luz de la Tierra, ha captado la atención tanto de científicos como de entusiastas del espacio desde el descubrimiento de sus siete exoplanetas del tamaño de la Tierra en 2017. Estos mundos, estrechamente empaquetados alrededor de su estrella con tres de ellos dentro de su zona habitable, han alimentado las esperanzas de encontrar entornos potencialmente habitables más allá de nuestro Sistema Solar.

El estudio se fundamentó en una técnica llamada espectroscopia de transmisión para obtener información importante sobre las propiedades de TRAPPIST-1 b. Al analizar la luz de la estrella central después de haber atravesado la atmósfera del exoplaneta durante un tránsito, los astrónomos pueden ver la huella única dejada por las moléculas y átomos que se encuentran dentro de esa atmósfera. Estas observaciones se realizaron con el instrumento NIRISS en JWST; el hallazgo clave del estudio fue el impacto significativo de la actividad estelar y la contaminación al intentar determinar la naturaleza de un exoplaneta. La contaminación estelar se refiere a la influencia de las características propias de la estrella, como regiones oscuras llamadas manchas y regiones brillantes llamadas fáculas, en las mediciones de la atmósfera del exoplaneta.

El equipo encontró pruebas convincentes de que la contaminación estelar desempeña un papel crucial en la configuración de los espectros de transmisión de TRAPPIST-1 b y, probablemente, de los demás planetas del sistema. La actividad de la estrella central puede crear "señales fantasmas" que pueden engañar al observador haciéndole creer que ha detectado una molécula particular en la atmósfera del exoplaneta. Este resultado subraya la importancia de considerar la contaminación estelar al planificar futuras observaciones de todos los sistemas exoplanetarios. Esto es especialmente cierto para sistemas como TRAPPIST-1, ya que está centrado alrededor de una estrella enana roja que puede ser particularmente activa con manchas estelares y frecuentes llamaradas.

Si bien los siete planetas de TRAPPIST-1 han sido candidatos tentadores en la búsqueda de exoplanetas del tamaño de la Tierra con atmósfera, la proximidad de TRAPPIST-1 b a su estrella significa que se encuentra en condiciones más duras que sus hermanos. Recibe cuatro veces más radiación que la Tierra del sol y tiene una temperatura superficial de entre 120 y 220 grados centígrados. Sin embargo, si TRAPPIST-1 b tuviera atmósfera, sería el más fácil de detectar y describir de todos los objetivos del sistema. Dado que TRAPPIST-1 b es el planeta más cercano a su estrella y, por tanto, el planeta más caliente del sistema, su tránsito genera una señal más fuerte. Todos estos factores hacen del sistema TRAPPIST-1 un objetivo de observación crucial, aunque desafiante.

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