Las implicancias de la detección de 3 mundos rocosos de tamaño parecido a la Tierra y potencialmente habitables en una pequeña estrella a sólo 40 años-luz.
Las enanas rojas son las grandes protagonistas de la historia cósmica. Suelen pasar desapercibidas a causa de su debilidad, ocultas por el resplandor de las estrellas de mayor tamaño, incluido el Sol, no tan diminuto como en ocasiones se nos quiere presentar. Nadie, excepto los astrónomos profesionales, se fija en ellas, ya que en nuestro firmamento solo son visibles estas últimas. Pero no sólo representan el 90% de la población estelar, tienen algo que sus hermanos más resplandecientes no tienen: tiempo. Casi todo el del mundo. O del Cosmos para ser más preciso. Son tenues porque "queman" su combustible de hidrógeno a muy bajo ritmo, pero por eso mismo su existencia se alarga hasta rozar la eternidad. Cien mil millones, doscientos mil millones o quizás un billón de años. Más que la propia vida del Universo.
Comparación entre el Sol, una enana roja y Júpiter.
La protagonista de nuestra historia es una estrella enana ultrafría, lo cual termina siendo una categoría que sirve como cajón de sastre para englobar tanto a las estrellas enanas rojas más pequeñas (tipos espectrales superiores a M6) como a las enanas marrones. Es una categoría muy interesante para comprender mejor los procesos de formación estelar, aunque desde un punto más mediático también nos sirve para hablar de exoplanetas que giren alrededor de enanas marrones sin necesidad de meternos en el espinoso debate terminológico sobre si estamos ante una estrella ‘de verdad’ o no.
Tipos de estrellas enanas, desde las menos frías hasta las más gélidas (las enanas tipo Y pueden llegar a una temperatura superficial de 25° Celsius)
Pequeñas pero en ocasiones violentamente activas, la posibilidad de que estas strellas enanas alojaran sistemas planetarios en principio no se tuvo en cuenta. Se buscaban más en estrellas como el Sol, las conocidas como Enanas Amarillas, partiendo de que nosotros eran el baremo a utilizar a la hora de señalar lo que era posible y lo que no. Una comprensible estrechez de miras que poco a poco se está desvaneciendo. Ahora sabemos que hay mundos en sistemas múltiples, así como en grandes y pequeñas estrellas. Y las más pequeñas y frías, y por eso las más longevas, no son una excepción. Pueden tener compañeros planetarios. Y lo que es más trascendental, pueden ser del tamaño del nuestro. Y tener, quizás, condiciones de luz y temperatura no muy diferentes.
Representación de la llamarada de una enana roja.
Así lo demuestra la ahora también conocida como TRAPPIST-1, una estrella enana roja ultrafría, apenas a 40 años-luz de la Tierra, pero aún así demasiado débil y demasiado roja para poder verla a simple vista o incluso con un telescopio de aficionado de gran tamaño. Y en ella un equipo de astrónomos dirigido por Michaël Gillon, del Instituto de Astrofísica y Geofísica de la Universidad de Lieja (Bélgica), utilizó el telescopio belga TRAPPIST-1 (de ahí el nombre) para observar la estrella 2MASS J23062928-0502285 (su denominación oficial), detectando que desvanecía ligeramente a intervalos regulares, indicando que varios objetos pasaban entre la estrella y nosotros. Un análisis detallado mostró la presencia de tres planetas con tamaños similares al de la Tierra.
Comparativa de TRAPPIST-1 con el Sol. Solo tiene el 0,05% de la luminosidad y el 8% de masa de este último, pero por eso mismo quema sus reservas mucho más lentamente. Tanto que seguirá existiendo tal como es hoy día miles de millones de años después de que este último ya no exista como tal.
Emmanuël Jehin, coautor del nuevo estudio, está entusiasmado: "Realmente se trata de un cambio de paradigma con respecto a qué camino seguir en nuestra búsqueda de planetas y de vida en el universo. Hasta ahora, la existencia de estos “mundos rojos” orbitando alrededor de estrellas enanas ultra frías era puramente teórica, pero ahora tenemos, no un solitario planeta alrededor de una estrella roja débil, ¡sino un sistema completo de tres planetas!". Michaël Gillon explica por su parte el significado de los nuevos hallazgos: "¿Por qué estamos tratando de detectar planetas como la Tierra alrededor de estrellas más pequeñas y más frías en las vecindades del Sistema Solar? La razón es simple: con la tecnología actual, los sistemas alrededor de estas pequeñas estrellas son los únicos lugares donde podemos detectar vida en un exoplaneta del tamaño de la Tierra. Así que, si queremos encontrar vida en otros lugares del universo, ahí es donde debemos comenzar a buscar".
¿Vida bajo un sol rojo? ¿Y por qué no?
Dos de los planetas tienen períodos orbitales de cerca de 1,5 y 2,4 días respectivamente, y el tercer planeta tiene un período no tan bien determinado, en un rango de entre 4,5 y 73 días. "Con períodos orbitales tan cortos, los planetas están entre 20 y 100 veces más cerca de su estrella que la Tierra del Sol. La estructura de este sistema planetario es mucho más similar en escala al sistema de lunas de Júpiter que al del Sistema Solar", explica Michaël Gillon.
Representación de este sistema estelar.
Sin embargo lo realmente interesante, además de que se les supone un tamaño semejante al nuestro, es que la la cantidad de luz y calor que reciben tampoco es muy diferente, dado que es una estrella muchísimo más tenue que el Sol. Los dos planetas interiores sólo reciben cuatro y dos veces, respectivamente, la cantidad de radiación recibida por la Tierra, lo que significa que, si bien quizás no terminan de entrar en la llamada "zona de habitabilidad" de este pequeño sol,es posible que posean regiones habitables en sus superficies. El tercer planeta es exterior y todavía no se conoce muy bien su órbita, pero probablemente reciba menos radiación que la Tierra, aunque tal vez sea suficiente como para encontrarse dentro dicha zona. En todo caso esto les convierte en objetivos de primera magnitud para su exploración. El Hubble y Kepler tendrán mucho que decir.
El telescopio utilizado por el equipo TRAPPIST para hacer este descubrimiento.
Pero no nos entusiasmemos, en todo caso. Hay que tener en cuenta que si incluso si TRAPPIST-1 d está en la zona habitable, en el pasado no lo estuvo. Este curioso fenómeno se debe a que TRAPPIST-1, que recordemos es casi una enana marrón, es menos luminosa actualmente que al nacer porque se ha contraído progresivamente. Todas las estrellas se contraen al nacer, pero las UCDs se contraen tan lentamente que el proceso dura cientos de millones de años. Por lo tanto, la temperatura superficial de TRAPPIST-1 d tuvo que ser en un principio muy superior a la que tiene ahora, de tal modo que el planeta quedó fuera de la zona habitable. A medida que la estrella se fue contrayendo la zona habitable se acercó y finalmente ‘atrapó’ a TRAPPIST-1 d y quizás a los otros dos planetas.
La zona de habitabilidad de una estrella. Debe considerarse que en función de su edad, dicha zona va cambiando con el tiempo, por lo que planetas que en un momento determinado están en la zona de habitabilidad, puede que antes no lo hayan estado, o que después no lo estén.
¿Cuál es el problema? Pues que al haber estado fuera de la zona habitable es posible que las altas temperaturas y la acción de la luz ultravioleta y los rayos X haya dejado a los mundos de TRAPPIST-1 más secos que una pasa. No obstante, un reciente artículo cuestiona esta hipótesis y sugiere que estos planetas pueden haber retenido suficiente hidrógeno en su atmósfera durante el periodo que pasaron fuera de la zona habitable. El hidrógeno superviviente se podría combinar con el oxígeno para generar agua una vez que el planeta estuviese dentro de la zona habitable. El proceso no sería tan benigno en estrellas enanas rojas más grandes y, por tanto, con una mayor emisión de rayos X, así que después de todo las enanas marrones más pequeñas quizá sean mejores huéspedes de mundos habitables que sus hermanas mayores (las cuales, debemos añadir, también presentan una mayor frecuencia de fulguraciones).
La posición de los tres planetas de TRAPPIST-1 en función de su temperatura superficial comparados con los planetas del sistema solar.
Este periodo de ‘secado ultravioleta’ sería mucho más agudo en el caso de los planetas de enanas marrones. Si además tenemos en cuenta que sus zonas habitables no son estables y se contraen continuamente no es de extrañar que estos astros se consideren candidatos muy pobres a la hora de albergar mundos habitables. No obstante, es posible que se salven las enanas marrones de gran tamaño (0,04 – 0,06 masas solares), con zonas habitables relativamente longevas.
Evolución en el tiempo de la distancia de las zonas habitables alrededor de una estrella enana roja como TRAPPIST-1 (0,08 masas solares) y una enana marrón de 0,01 masas solares.
Ahora sólo nos resta seguir investigando estos planetas, y los siguientes que aparezcan. Y probablemente estemos en el futuro mejor equipados para su descubrimiento. "Gracias a varios telescopios gigantes actualmente en construcción, incluyendo el E-ELT de ESO y el James Webb Space Telescope de la NASA/ESA/CSA (cuyo lanzamiento se prevé para el 2018), pronto seremos capaces de estudiar la composición de la atmósfera de estos planetas y explorarlas, primero en busca de agua y, luego, en busca de trazas de actividad biológica. Es un paso de gigante en la búsqueda de vida en el universo", concluye Julien de Wit, coautor del MIT (Instituto de Tecnología de Massachusetts).
La superficie de TRAPPIST-1d según la imaginación de un artista.
No conocemos nada de ellos, más allá de su existencia y posible tamaño. De momento sólo podemos soñar como podrían ser estos mundos, iluminados por una intensa luz roja de un sol casi eterno. Posiblemente existe desde antes que el nuestro. Y seguirá ahí mucho más allá de su final. Ella y sus compañeros de viaje permanecerán hasta el mismo final de los tiempos. Si en algunos de ellos surgió la vida, esta habría tenido y tendría todo el tiempo del Universo para evolucionar hasta puntos que apenas podemos imaginar.
Los cielos del Observatorio de La Silla (no sé si tenga mucho que ver con el posteo, pero me encantó la imagen).
Visitando una Enana Roja y sus mundos.
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