Descubren un EXOPLANETA potencialmente HABITABLE con la ATMÓSFERA 

El telescopio espacial James Webb ha identificado un planeta en la zona habitable de una estrella con una posible atmósfera. 

Hannah Wakeford, Ryan MacDonald: Una nueva investigación realizada con el potente telescopio JWST de la NASA ha identificado un planeta a 41 años luz de distancia que podría tener atmósfera. El planeta se encuentra dentro de la “zona habitable”, la región alrededor de una estrella donde las temperaturas permiten la existencia de agua líquida en la superficie de un mundo rocoso. Esto es importante porque el agua es un componente clave para la existencia de vida. 
 
De confirmarse mediante observaciones posteriores, este sería el primer planeta rocoso en zona habitable que también alberga atmósfera. Los hallazgos provienen de dos nuevos estudios publicados en la revista Astrophysical Journal Letters. 
 
La zona habitable se define en parte por el rango de temperaturas generado por el calor de la estrella. La zona se encuentra a una distancia de su estrella donde las temperaturas no son ni demasiado altas ni demasiado bajas (lo que a veces la ha apodado “la zona Ricitos de Oro”). 
 
Sin embargo, los exoplanetas (mundos que orbitan estrellas fuera de nuestro sistema solar) capaces de albergar agua líquida a menudo también necesitan una atmósfera con un efecto invernadero suficiente. El efecto invernadero genera un calentamiento adicional debido a la absorción y emisión de gases atmosféricos y ayudará a prevenir la evaporación de agua al espacio. 
 
Junto con un equipo internacional de colegas, dirigimos el telescopio espacial más grande, el JWST de la NASA, hacia un planeta llamado Trappist-1 e. Queríamos determinar si este mundo rocoso, ubicado en la zona habitable de su estrella, alberga atmósfera. El planeta es uno de los siete mundos rocosos conocidos que orbitan una pequeña y fría estrella “enana roja” llamada Trappist-1. 
 
Los exoplanetas rocosos están por todas partes en nuestra galaxia. El descubrimiento de abundantes planetas rocosos en la década de 2010 por los telescopios espaciales Kepler y Tess tiene profundas implicaciones para nuestro lugar en el Universo. 
 
La mayoría de los exoplanetas rocosos que hemos encontrado hasta ahora orbitan estrellas enanas rojas, que son mucho más frías que el Sol (normalmente 2500 °C/4500 °F, en comparación con los 5600 °C/10 000 °F del Sol). Esto no se debe a que los planetas alrededor de estrellas similares al Sol sean raros, sino a razones técnicas que facilitan la búsqueda y el estudio de planetas que orbitan estrellas más pequeñas. 
 
Las enanas rojas también ofrecen muchas ventajas para medir las propiedades de sus planetas. Debido a que las estrellas son más frías, sus zonas habitables, donde las temperaturas son favorables para el agua líquida, se encuentran mucho más cerca en comparación con nuestro sistema solar, ya que el Sol es mucho más caliente. Por lo tanto, un año para un planeta rocoso con la temperatura de la Tierra que orbita una enana roja puede durar desde unos pocos días hasta una semana, en comparación con los 365 días de la Tierra. 
 
Método de tránsito. 
 
Una forma de detectar exoplanetas es medir la ligera atenuación de la luz cuando el planeta transita, o pasa frente a, su estrella. Dado que los planetas que orbitan enanas rojas tardan menos en completar una órbita, los astrónomos pueden observar más tránsitos en menos tiempo, lo que facilita la recopilación de datos. 
 
Durante un tránsito, los astrónomos pueden medir la absorción de los gases en la atmósfera del planeta (si la tiene). La absorción se refiere al proceso por el cual ciertos gases absorben luz en diferentes longitudes de onda, impidiendo su paso. Esto proporciona a los científicos una forma de detectar qué gases están presentes en una atmósfera. 

Fundamentalmente, cuanto más pequeña es la estrella, mayor es la fracción de su luz que bloquea la atmósfera de un planeta durante su tránsito. Por lo tanto, las estrellas enanas rojas son uno de los mejores lugares para buscar atmósferas de exoplanetas rocosos. 
 
Ubicado a una distancia relativamente cercana de 41 años luz de la Tierra, el sistema Trappist-1 ha atraído una atención significativa desde su descubrimiento en 2016. Tres de los planetas, Trappist-1d, Trappist-1e y Trappist-1f (el tercero, cuarto y quinto planetas desde la estrella) se encuentran dentro de la zona habitable. 
 
El JWST ha estado realizando una búsqueda sistemática de atmósferas en los planetas de Trappist-1 desde 2022. Los resultados para los tres planetas más internos, Trappist-1b, Trappist-1c y Trappist-1d, apuntan a que estos mundos probablemente sean rocas desnudas con atmósferas delgadas en el mejor de los casos. Pero los planetas más alejados, que reciben menos radiación y erupciones energéticas de la estrella, podrían aún poseer atmósferas. 
 
Observamos Trappist-1e, el planeta en el centro de la zona habitable de la estrella, con el JWST en cuatro ocasiones distintas entre junio y octubre de 2023. Inmediatamente notamos que nuestros datos se vieron fuertemente afectados por lo que se conoce como “contaminación estelar” procedente de regiones activas calientes y frías (similares a las manchas solares) en Trappist-1. Esto requirió un análisis minucioso. Finalmente, nuestro equipo tardó más de un año en analizar los datos y distinguir la señal procedente de la estrella de la del planeta. 
 
Observamos dos posibles explicaciones para lo que ocurre en Trappist-1e. La posibilidad más interesante es que el planeta tenga una atmósfera secundaria que contiene moléculas pesadas como nitrógeno y metano. Sin embargo, las cuatro observaciones que obtuvimos aún no son lo suficientemente precisas como para descartar la explicación alternativa de que el planeta sea una roca desnuda sin atmósfera. 
 
Si Trappist-1e realmente tiene atmósfera, será la primera vez que encontremos una en un planeta rocoso en la zona habitable de otra estrella. 
 
Dado que Trappist-1e se encuentra firmemente en la zona habitable, una atmósfera densa con suficiente efecto invernadero podría permitir la presencia de agua líquida en su superficie. Para determinar si Trappist-1e es habitable, necesitaremos medir las concentraciones de gases de efecto invernadero como el dióxido de carbono y el metano. Estas observaciones iniciales son un paso importante en esa dirección, pero se necesitarán más observaciones con el JWST para confirmar si Trappist-1e tiene atmósfera y, de ser así, medir las concentraciones de estos gases. 
 
Mientras hablamos, 15 tránsitos adicionales de Trappist-1e están en curso y deberían completarse para finales de 2025. Nuestras observaciones de seguimiento utilizan una estrategia de observación diferente donde nos enfocamos en tránsitos consecutivos de Trappist-1b (que es una roca desnuda) y Trappist-1e. Esto nos permitirá usar la roca desnuda para “rastrear” mejor las regiones activas calientes y frías en la estrella. Cualquier exceso de absorción de gases visto solo durante los tránsitos de Trappist-1e será causado únicamente por la atmósfera del planeta. 
 
Por lo tanto, dentro de los próximos dos años, deberíamos tener una imagen mucho mejor de cómo Trappist-1e se compara con los planetas rocosos en nuestro sistema solar.