En la búsqueda de exoplanetas habitables, las condiciones atmosféricas son fundamentales para determinar si un planeta puede sostener agua líquida. Los candidatos más prometedores suelen encontrarse en la “zona habitable”, una región que no está ni demasiado cerca ni demasiado lejos de su estrella anfitriona. Con el lanzamiento del Telescopio Espacial James Webb (JWST), los astrónomos están obteniendo observaciones mejoradas de las atmósferas de estos exoplanetas, lo que les permitirá identificar cuáles son los más adecuados para un estudio más profundo.
En un artículo de acceso abierto publicado en The Astrophysical Journal Letters, un equipo de astrónomos liderado por la postdoctorada Ana Glidden ha analizado más detenidamente la atmósfera del exoplaneta TRAPPIST-1e, ubicado en el sistema TRAPPIST-1. Aunque aún no se ha encontrado evidencia concluyente sobre su composición o si realmente posee atmósfera, se han descartado varias posibilidades.
“La idea es: Si asumimos que el planeta no está desprovisto de aire, ¿podemos restringir diferentes escenarios atmosféricos? ¿Esos escenarios todavía permiten agua líquida en la superficie?” comenta Ana Glidden, quien forma parte del Departamento de Ciencias de la Tierra, Atmosféricas y Planetarias del MIT y es autora principal del estudio. Las respuestas obtenidas fueron afirmativas.
Análisis detallado de TRAPPIST-1e
Los nuevos datos han descartado una atmósfera dominada por hidrógeno y han establecido restricciones más estrictas sobre otras condiciones atmosféricas generadas comúnmente a través de procesos secundarios, como erupciones volcánicas y emisiones desde el interior del planeta. La información recolectada sugiere que aún podría existir la posibilidad de un océano superficial.
“TRAPPIST-1e sigue siendo uno de nuestros planetas en la zona habitable más intrigantes, y estos nuevos resultados nos acercan a comprender qué tipo de mundo es”, señala Sara Seager, profesora de Ciencias Planetarias en el MIT y coautora del estudio. “La evidencia que descarta atmósferas similares a Venus y Marte enfoca nuestra atención en los escenarios que aún son viables.”
Los coautores del estudio incluyen colaboradores de la Universidad de Arizona, la Universidad Johns Hopkins, la Universidad de Michigan, el Instituto Científico del Telescopio Espacial y miembros del Equipo JWST-TST DREAMS.
Técnicas avanzadas para estudiar atmósferas
Las atmósferas de los exoplanetas se estudian mediante una técnica conocida como espectroscopía de transmisión. Cuando un planeta pasa frente a su estrella anfitriona, la luz estelar se filtra a través de la atmósfera del planeta. Los astrónomos pueden determinar qué moléculas están presentes al observar cómo cambia la luz en diferentes longitudes de onda.
“Cada molécula tiene una huella espectral única. Puedes comparar tus observaciones con esas huellas para deducir qué moléculas pueden estar presentes”, explica Glidden.
El JWST ofrece una cobertura espectral más amplia y una mayor resolución que su predecesor, el Telescopio Espacial Hubble, lo que permite observar moléculas como el dióxido de carbono y el metano, que son comunes en nuestro propio sistema solar. Sin embargo, estas observaciones mejoradas también han puesto en evidencia el problema de la contaminación estelar; cambios en la temperatura de la estrella anfitriona debido a manchas solares o llamaradas solares complican la interpretación de los datos.
Descartando condiciones atmosféricas específicas
Los investigadores emplearon un enfoque novedoso para mitigar el impacto de la actividad estelar. “Cualquier señal que varíe visita tras visita probablemente provenga de la estrella, mientras que cualquier cosa consistente entre las visitas es probablemente del planeta”, aclara Glidden.
A partir de ahí, pudieron comparar los resultados con varios escenarios atmosféricos posibles. Descubrieron que las atmósferas ricas en dióxido de carbono, como las de Marte y Venus, son poco probables; sin embargo, una atmósfera cálida rica en nitrógeno similar a la luna Titán podría seguir siendo posible. No obstante, las evidencias actuales son insuficientes para confirmar si existe alguna atmósfera presente o identificar un tipo específico de gas. Observaciones adicionales ya están programadas para ayudar a reducir las posibilidades.
“Con nuestras observaciones iniciales hemos demostrado los avances logrados con el JWST. Nuestro programa complementario nos ayudará a refinar aún más nuestra comprensión sobre uno de nuestros mejores planetas en zona habitable”, concluye Glidden.
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