jueves, 23 de febrero de 2017

Los exoplanetas de TRAPPIST-1

Ayer, la NASA dio una rueda de prensa para anunciar que un equipo internacional de científicos, usando entre otros telescopios el observatorio infrarrojo Spitzer, descubrió que un sistema solar a 39 años luz de distancia contenía siete planetas rocosos, con al menos tres de ellos en la zona de habitabilidad.
Representación artística del sistema estelar descubierto.
Crédito: ESO/N. Bartmann/spaceengine.org
Mi intención original era no escribir sobre el asunto y limitarme a compartir posts en español ya magníficamente explicados como el de Daniel Marín en el blog Eureka, la nota de prensa del ESONext de VozPópuli, o los artículos en inglés en la propia Nature, en The Planetary Society, Centauri Dreams (con más detalle en una segunda entrada), National GeographicSETI InstituteBad Astronomy, NOW.SPACE, etc. No obstante, al compartir en Facebook el artículo de Daniel Marín se me pidió explicarlo. Me ofrecí a responder preguntas, y esto es lo que Istel, quien hizo la petición original, quería conocer:

Pues mira, quiero saber qué implica. Quiero saber qué podemos esperar. ¿Se van a mandar sondas? ¿Cómo sabemos que es un planeta similar? Es un poco "supuesto", ¿No? ¿Cuánto tardaría en llegar una sonda? ¿Se podría mandar con la tecnología que hay? ¿Qué pasos se dan ahora?

Como acabé extendiéndome bastante en la respuesta, he decidido colgarlo aquí por si puede resultar útil a alguien más. Lo que sigue es una versión revisada y corregida de mis comentarios en la red social, con una explicación en la que evito en lo posible usar términos técnicos y en un tono coloquial. Voy a ir por partes, primero hablando del sistema en sí, y luego sobre su exploración posterior y la posibilidad de mandar sondas :)

De los siete planetas que se han encontrado en torno a esa estrella sabemos lo siguiente:
1) Su tamaño, porque se han detectado cuando pasan por delante de su estrella, y hacen que nos llegue menos luz de la misma. Cuanto más grandes son, más luz taparán. Todos tienen tamaños parecidos a la Tierra, y esto es prometedor porque si fuesen más grandes podrían ser planetas gaseosos o con atmósfera muy densa que hiciera menos probable la vida en ellos. Si son como la Tierra, Venus o Marte, viene mejor.
2) Su "año", lo que tardan en dar una órbita completa a su estrella. Esto nos dice cómo de lejos están de su "sol", y por tanto qué temperatura tienen. Y resulta que entre 3 y 4 de esos planetas estarían a una temperatura de entre 0 °C y 100 °C, de modo que si tienen atmósfera y agua, ¡ese agua podría estar en estado líquido formando océanos en sus superficies!
3) Sus masas. La estrella de ese sistema es bastante más pequeña y fría que el Sol (de hecho tiene el tamaño de Júpiter nada más), y los planetas están tan cerca unos de otros que se influyen entre ellos por la gravedad. Esto hace que sus órbitas sufran ligeros cambios que también se han medido, y las masas se obtienen de ahí. Pero lo importante es que sus masas permiten obtener…
4) Sus densidades. Y esto nos dice de qué están hechos los planetas, lo que también influye en su habitabilidad. Resulta que estos planetas tienen una composición bastante parecida a la de la Tierra, aunque un par de ellos tienen densidad menor. Parece que estos últimos se formaron con bastante proporción de hielo, no sólo roca, y al estar en la zona de 0-100 °C podrían tener océanos enormes cubriendo toda la superficie, de cientos de kilómetros de profundidad (los de la Tierra sólo tienen 11 km como máximo, y en promedio unos 4 km o así).

Ilustración de los tamaños relativos de los planetas descubiertos. Crédito: NASA/R. Hurt/T. Pyle
Una cosa importante es que al estar tan cerca de su estrella, los efectos de marea hacen que los planetas muestren siempre la misma cara hacia ésta, igual que la Luna nos muestra la misma cara a nosotros. De modo que una cara de estos planetas estará siempre iluminada, y en la otra será siempre de noche. Si el planeta tiene bastante tierra firme, tal vez sólo sea habitable en las regiones entre el día y la noche eterna. Si está cubierto de océanos, seguramente el lado nocturno sea todo hielo.
Pero a su vez, las vistas son espectaculares. Desde la Tierra vemos Venus, Marte, Júpiter o Saturno como puntos brillantes en el cielo y ya. Desde uno de los planetas de TRAPPIST-1, cuando los otros están cerca se ven tan grandes como nosotros vemos la Luna, o más.

Ilustración especulativa del posible paisaje en TRAPPIST-1f. Crédito: NASA/JPL-Caltech/T. Pyle (IPAC)
En cuanto a la importancia del descubrimiento, hay que saber que algo que llevamos buscando desde que empezamos a estudiar exoplanetas es uno como la Tierra, para saber si hay vida en otros mundos. Hasta hace no mucho, cuando se descubría un planeta rocoso en la zona habitable los científicos se entusiasmaban, porque se añadía un mundo más que explorar en busca de esto. Sin embargo, la mayoría están demasiado lejos para nuestra instrumentación actual. En torno a la estrella más cercana a la Tierra, Próxima Centauri a 4 años luz, se ha descubierto un planeta rocoso también con temperatura entre 0 °C y 100 °C, pero no pasa por delante de su estrella visto desde la Tierra. Si pasase, podríamos analizar la luz que atraviesa la atmósfera del planeta antes de llegar a nosotros, y ver qué compuestos de la misma han absorbido parte de esa luz. Si hay vida en un planeta, es posible que deje rastro en la atmósfera (por ejemplo, en la Tierra todo el oxígeno atmosférico lo produjo la vida, y además la vida sigue produciendo metano, que sólo dura unos 8 años antes de reaccionar con compuestos de oxígeno y desaparecer. Si hay metano en una atmósfera como la nuestra, es que algo lo está reponiendo). En la atmósfera también se puede detectar el agua, que produce una señal característica.

Y este sistema está a 39 años luz, lo cual es relativamente cerca (hay otros descubrimientos a cientos o miles de años luz), y pronto los telescopios podrán estudiarlo. Justo el año que viene se lanza al espacio un telescopio infrarrojo llamado James Webb, que tiene entre sus objetivos precisamente esto. El tener un sistema con tantos planetas rocosos tan cerca y tantos en la zona habitable nos permite estudiar muchos al mismo tiempo. Y además, si ha surgido vida en uno de los habitables, es posible que todos la tengan, porque los impactos de meteorito la transportarían de uno a otro (!).

Respecto al tema de mandar algo allí… bueno, en estos momentos se está empezando a planificar cómo mandar sondas a Próxima Centauri (o Alfa Centauri en sí, ya que Próxima está más cerca pero forma parte de un sistema triple junto con Alfa Centauri A y Alfa Centauri B). La opción que se está estudiando se llama Breakthrough Starshot (sobre la que Daniel Marín también escribió), y consiste en velas de 4x4 metros y muy finas que tendrían toda la electrónica y sensores en un chip para que todo pese sólo unos gramos, que serían impulsadas desde Tierra con pulsos de láser. Cuanto menos pesen más rápido se las podrá acelerar, y antes llegarán. Pero seguramente tarden como poco unos 20 años en llegar a Alfa Centauri. De modo que a TRAPPIST-1, que está a 39 años luz, con nuestra tecnología actual a lo mejor tardarían 200 años. No resulta práctico a corto plazo. Quizás en un futuro :)

Algo que también podría resultar útil para entender esta noticia es el vídeo siguiente, una charla de 10 minutos en la que expliqué en 2012 las técnicas que usamos para detectar y estudiar exoplanetas con nuestra tecnología actual:



Y por último, como me gustó bastante cuando la vi en la rueda de prensa, enlazo el vídeo con la representación artística en 3D de la posible apariencia de los siete planetas de TRAPPIST-1. Crédito: NASA/JPL-Caltech.



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