Hubble estudia por primera vez las atmósferas de dos exoplanetas de tamaño terrestre

Ilustración artística de dos exoplanetas rocosos transitando la estrella del sistema TRAPPIST-1. Crédito: NASA, ESA y G. Bacon (STScI).

Utilizando el Telescopio Espacial Hubble, un equipo de astrónomos llevó a cabo la primera búsqueda de atmósferas alrededor de exoplanetas cálidos del tamaño de la Tierra y encontró indicios que incrementan sus probabilidades de ser habitables.

En concreto, descubrieron que los exoplanetas TRAPPIST-1b y TRAPPIST-1c, a unos 40 años-luz de distancia de la Tierra, es poco probable que posean enormes atmósferas dominadas por hidrógeno como las de los planetas gaseosos.

“La falta de una envoltura sofocante de hidrógeno-helio aumenta las probabilidades de habitabilidad de estos planetas”, dijo Nikole Lewis del Instituto de Ciencia del Telescopio Espacial (STScI) en Baltimore, Maryland. “Si tuvieran una envoltura significativa de hidrógeno-helio, no hay posibilidad de que alguno de ellos tuviera el potencial de albergar vida debido a que la densa atmósfera actuaría como un invernadero”.

Julien de Wit del Instituto Tecnológico de Massachusetts en Cambridge, Massachusetts, lideró un equipo de científicos con la finalidad de observar los planetas en el infrarrojo cercano utilizando el instrumento WFC3 del Hubble. Aunque el contenido completo de las atmósferas es desconocido y se necesitará más observaciones, las bajas concentraciones de hidrógeno y helio podrían tener interesantes implicaciones.

“Estas observaciones iniciales de Hubble son un primer paso prometedor para aprender más acerca de estos mundos cercanos, si pudieran ser rocosos como la Tierra, y si pudieran sustentar vida”, dijo Geoff Yoder, en calidad de administrador adjunto del Directorio de Misiones Científicas de la NASA en Washington, D.C.

Los planetas orbitan una estrella enana roja de al menos 500 millones de años de edad en la constelación de Acuario. Si bien el anuncio del descubrimiento de los tres planetas del sistema TRAPPIST-1 se realizó en 2016, los exoplanetas fueron hallados a finales de 2015 con una serie de observaciones de TRAPPIST (TRAnsiting Planets and PlanetesImals Small Telescope), un telescopio robótico en el Observatorio La Silla de ESO en Chile.

TRAPPIST-1b completa una vuelta alrededor de la estrella en 1,5 días y TRAPPIST-1c en 2,4 días. Ambos están a entre 20 y 100 veces más cerca de su estrella que la Tierra del Sol. Dado que la estrella es mucho más débil que el Sol, se piensa que al menos uno de los planetas –o posiblemente ambos– pueden estar dentro de la zona habitable.

En mayo de 2016, los astrónomos aprovecharon un tránsito simultáneo, cuando ambos cruzaron frente a su estrella con minutos de diferencia, para medir la luz estelar filtrada a través de una posible atmósfera. Este tránsito doble, que ocurre una vez cada dos años, proporcionó una señal combinada que ofreció indicadores simultáneos de las características atmosféricas de los planetas.

Órbitas de los tres planetas conocidos del sistema TRAPPIST-1 comparadas con la órbita de Mercurio alrededor del Sol. Crédito: NASA, ESA y A. Feild (STScI).

Los investigadores esperan usar a Hubble para llevar a cabo observaciones de seguimiento para buscar atmósferas menos densas, compuestas por elementos más pesados que el hidrógeno, como las de la Tierra y Venus.

“Con más datos, tal vez podríamos detectar metano o ver características del agua en las atmósferas, lo que nos daría una estimación de la profundidad de las atmósferas”, dijo el segundo autor del estudio, Hannah Wakeford del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland.

Observaciones de futuros telescopios ayudarán a determinar la composición total de estas atmósferas y buscar potenciales biofirmas, tales como dióxido de carbono y ozono, además de vapor de agua y metano.

“Estos planetas de tamaño terrestre son los primeros mundos que los astrónomos pueden estudiar en detalle con los telescopios actuales y planeados para determinar si son aptos para la vida”, dijo de Wit. “Hubble tiene la capacidad de jugar el papel de preanálisis atmosférico para decir a los astrónomos cuáles de estos planetas de tamaño terrestre son los principales candidatos para ser estudiados en más detalle con el telescopio [James] Webb”.

El estudio “A combined transmission spectrum of the Earth-sized exoplanets TRAPPIST-1 b and c” fue publicado en la edición del 20 de julio de 2016 de la revista Nature.

Fuente: HubbleSite