TRAPPIST-1 es una estrella enana roja ultrafría que es ligeramente más grande, pero mucho más masiva, que el planeta Júpiter, ubicado a unos 40 años luz del Sol en la constelación de Acuario.
Entre los sistemas planetarios, TRAPPIST-1 es de particular interés porque se han detectado siete planetas que orbitan alrededor de esta estrella, un número mayor de planetas que los detectados en cualquier otro sistema exoplanetario. Además, todos los planetas TRAPPIST-1 sonTamaño de la Tierra y terrestre, lo que los convierte en un foco de estudio ideal para la formación de planetas y la posible habitabilidad.
Los científicos de ASU Cayman Unterborn, Steven Desch y Alejandro Lorenzo, de la Escuela de Exploración de la Tierra y el Espacio, con Natalie Hinkel de la Universidad de Vanderbilt, han estado estudiando estos planetas para determinar su habitabilidad, específicamente relacionados con la composición del agua. Sus hallazgos se han publicado recientemente en Astronomía de la naturaleza .
Agua en los planetas TRAPPIST-1
Los planetas TRAPPIST-1 son curiosamente ligeros. De su masa y volumen medidos, todos los planetas de este sistema son menos densos que la roca. En muchos otros mundos de baja densidad similar, se cree que este componente menos denso consiste engases atmosféricos
"Pero los planetas TRAPPIST-1 son demasiado pequeños en masa para retener suficiente gas para compensar el déficit de densidad", explica el geocientífico Unterborn. "Incluso si pudieran retener el gas, la cantidad necesaria para compensar el gasel déficit de densidad haría al planeta mucho más hinchado de lo que vemos "
Entonces, los científicos que estudian este sistema planetario han determinado que el componente de baja densidad debe ser algo más que abundante: agua. Esto se ha predicho antes, y posiblemente incluso visto en planetas más grandes como GJ1214b, por lo que el equipo interdisciplinario ASU-Vanderbilt,compuesto por geocientíficos y astrofísicos, establecidos para determinar cuánta agua podría estar presente en estos planetas del tamaño de la Tierra y cómo y dónde pueden haberse formado los planetas.
Cálculo de cantidades de agua en planetas TRAPPIST-1
Para determinar la composición de los planetas TRAPPIST-1, el equipo utilizó un paquete de software único, desarrollado por Unterborn y Lorenzo, que utiliza calculadoras de física de minerales de última generación. El software, llamado ExoPlex, permitió al equipocombine toda la información disponible sobre el sistema TRAPPIST-1, incluida la composición química de la estrella, en lugar de limitarse solo a la masa y el radio de los planetas individuales.
Gran parte de los datos utilizados por el equipo para determinar la composición se obtuvieron de un conjunto de datos llamado Hypatia Catalog, desarrollado por el autor contribuyente Hinkel. Este catálogo combina datos sobre las abundancias estelares de estrellas cercanas a nuestro Sol, de más de 150 fuentes de literatura,en un repositorio masivo.
Lo que encontraron a través de sus análisis fue que los planetas internos relativamente "secos" etiquetados "b" y "c" en esta imagen eran consistentes con tener menos del 15 por ciento de agua en masa en comparación, la Tierra es 0.02 por ciento de aguaen masa. Los planetas exteriores etiquetados "f" y "g" en esta imagen eran consistentes con tener más del 50 por ciento de agua en masa. Esto equivale al agua de cientos de océanos terrestres. Las masas de TRAPPIST-1 los planetas continúan siendo refinados, por lo que estas proporciones deben considerarse estimaciones por ahora, pero las tendencias generales parecen claras.
"Lo que estamos viendo por primera vez son planetas del tamaño de la Tierra que tienen mucha agua o hielo", dice el astrofísico de ASU y autor contribuyente, Steven Desch.
Pero los investigadores también descubrieron que los planetas TRAPPIST-1 ricos en hielo están mucho más cerca de su estrella anfitriona que la línea de hielo. La "línea de hielo" en cualquier sistema solar, incluidos los TRAPPIST-1, es la distancia desde la estrella más alláqué agua existe como hielo y puede acumularse en un planeta; dentro de la línea de hielo el agua existe como vapor y no se acumulará. A través de sus análisis, el equipo determinó que los planetas TRAPPIST-1 deben haberse formado mucho más lejos de su estrella, más allála línea de hielo, y migraron a sus órbitas actuales cerca de la estrella anfitriona.
Hay muchas pistas de que los planetas en este sistema y otros han experimentado una importante migración hacia adentro, pero este estudio es el primero en usar la composición para reforzar el caso de la migración. Además, saber qué planetas formados dentro y fuera de la línea de hielo permitieronel equipo cuantifica por primera vez cuánta migración tuvo lugar.
Debido a que las estrellas como TRAPPIST-1 son más brillantes justo después de formarse y se atenúan gradualmente a partir de entonces, la línea de hielo tiende a moverse con el tiempo, como el límite entre tierra seca y tierra cubierta de nieve alrededor de una fogata moribunda en una noche nevada.las distancias exactas que los planetas migraron hacia adentro dependen de cuándo se formaron. "Cuanto antes se formaban los planetas", dice Desch, "más lejos de la estrella necesitaban haberse formado para tener tanto hielo". Pero para suposiciones razonables sobre cuánto tiempo los planetasPara formarse, los planetas TRAPPIST-1 deben haber migrado hacia adentro desde al menos el doble de distancia de lo que están ahora.
Demasiado de algo bueno
Curiosamente, si bien consideramos que el agua es vital para la vida, los planetas TRAPPIST-1 pueden tener demasiada agua para mantener la vida.
"Normalmente pensamos que tener agua líquida en un planeta como una forma de comenzar la vida, ya que la vida, como la conocemos en la Tierra, está compuesta principalmente de agua y requiere que viva", explica Hinkel. "Sin embargo, un planeta quees un mundo acuático, o uno que no tiene ninguna superficie sobre el agua, no tiene los ciclos geoquímicos o elementales importantes que son absolutamente necesarios para la vida ".
en última instancia, esto significa que si bien las estrellas enanas M, como TRAPPIST-1, son las estrellas más comunes en el universo y aunque es probable que haya planetas orbitando estas estrellas, es probable que tengan una gran cantidad de agualos hace desfavorables para que exista vida, especialmente vida suficiente para crear una señal detectable en la atmósfera que pueda observarse. "Es un escenario clásico de 'demasiado de algo bueno'", dice Hinkel.
Entonces, aunque es poco probable que encontremos evidencia de vida en los planetas TRAPPIST-1, a través de esta investigación podemos obtener una mejor comprensión de cómo se forman los planetas helados y qué tipo de estrellas y planetas deberíamos buscar en nuestro continuobusca la vida.
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Materiales proporcionado por Universidad Estatal de Arizona . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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