Los científicos han descubierto que a un planeta potencialmente habitable se le está despojando de su atmósfera, un proceso que eventualmente puede hacer que el mundo, Trappist-1e, sea inhóspito para la vida. El desprendimiento parece ser causado por corrientes eléctricas creadas cuando el planeta corre alrededor de su estrella enana roja anfitriona.
Es un descubrimiento significativo porque el Sistema trapense-1en el que este exoplaneta orbita una pequeña estrella enana roja, ha sido uno de los objetivos principales en la búsqueda de vida extraterrestre. De los siete rocosos Tierra como mundos en el sistema, al menos 3 están ubicados en el zona habitableuna región alrededor de una estrella que no es ni demasiado caliente ni demasiado fría para permitir que un planeta contenga agua líquida.
Sin embargo, un planeta sin atmósfera no puede retener agua líquida, incluso si se encuentra en la zona habitable, también conocida como la «zona Ricitos de Oro». Esto muestra que, aunque Trappist-1e puede estar en la zona habitable de la enana roja Trappist-1, ubicada a 40 años luz de la Tierra, su habitabilidad puede ser fugaz.
El mismo fenómeno que afecta a la atmósfera de Trappist-1e podría estar impactando también las atmósferas de los demás planetas de esta zona habitable, lo que es una mala noticia para la posibilidad de encontrar vida en este sistema.
Formas de despojar la atmósfera de un exoplaneta
Trappist-1e tiene aproximadamente el tamaño de la Tierra, pero tiene alrededor de 0,7 veces la masa de nuestro planeta. Es el cuarto planeta desde su estrella, orbita a sólo 0,028 veces la distancia entre la Tierra y el Sol, completando una órbita en sólo 6,1 días terrestres.
A pesar de esta proximidad, porque trapense-1 es mucho más pequeña y fría que el sol, su zona habitable está mucho más cerca de su superficie en comparación con la zona habitable de nuestra estrella. Con ese fin, no es la radiación de esta enana roja la que parece estar despojando la atmósfera de TRAPPIST-1e, sino más bien un viento de partículas cargadas expulsadas desde la estrella llamado «viento estelar».
«Observamos cómo cambia el clima espacial a lo largo de la órbita del planeta, con TRAPPIST-1e transiciones muy rápidamente entre condiciones y presiones de viento estelares muy diferentes, lo que lleva a una especie de compresión y relajación pulsante del campo magnético planetario», dijo Cecilia Garraffo, equipo miembro y astrofísico de Harvard & Smithsonian, dijo a Space.com. «Esto impulsa fuertes corrientes eléctricas en la atmósfera superior (la ionosfera) que calientan la atmósfera como un calentador eléctrico».
Garraffo explicó que la Tierra también experimenta variaciones en el viento solar, lo que provoca un calentamiento similar de nuestra atmósfera. La diferencia es que el calentamiento que siente TRAPPIST-1e es hasta 100.000 veces más fuerte que el que experimenta la Tierra con los vientos solares del sol. Esto se debe a que Trappist-1e se mueve rápidamente alrededor de su estrella, y el movimiento impulsa poderosas corrientes ionosféricas que se disipan y crean un calentamiento extremo, que el equipo llama «calentamiento Joule impulsado por voltaje».
Aunque el equipo había predicho este efecto en 2017, los investigadores se sorprendieron de lo poderoso que ahora han descubierto que es.
«Podría ser tan fuerte para TRAPPIST-1e que el calor esencialmente evapore la atmósfera superior», dijo Garraffo. «Durante millones de años, el planeta podría perder completamente su atmósfera debido a este fenómeno».
La investigación del equipo muestra que hay más de un par de formas en que un planeta pierde su atmósfera.
Ofer Cohen, miembro del equipo e investigador del Centro Lowell de Ciencia y Tecnología Espaciales, dijo a Space.com que, por lo general, se cree que la pérdida de atmósferas de exoplanetas está impulsada por algún proceso externo. Esto incluye una fuerte radiación de la estrella, que puede hacer que la atmósfera se caliente y escape, o partículas cargadas en el viento estelar que azota a los planetas, provocando un fuerte efecto de despojamiento.
«En este caso, el calentamiento de la atmósfera y su consiguiente pérdida son provocados únicamente por el rápido movimiento planetario. Por lo tanto, el planeta se condena a perder su atmósfera simplemente por moverse», dijo Cohen. «Es como cuando somos demasiado vagos para limpiar la nieve del techo de nuestro coche y simplemente empezamos a conducir, con la esperanza de que el aire que se mueve alrededor del coche haga el trabajo por nosotros y quite la nieve; al menos eso es lo que lo hacemos en el área de Boston.
«Creo que es genial que los planetas puedan hacer esto con su atmósfera».
¿Qué pasa con los otros planetas Trappist-1?
En la Tierra, nuestro magnetosfera protege nuestra atmósfera desviando partículas cargadas hacia las líneas del campo magnético y detrás de nuestro planeta. Marte, Al carecer de un fuerte campo magnético, su atmósfera ha sido despojada por los vientos solares y la intensa radiación solar. De hecho, como resultado, el Planeta Rojo probablemente perdió su agua en el espacio.
También se cree que Trappist-1e tiene una magnetosfera, pero estos hallazgos muestran que podría no ser suficiente para evitar la extracción atmosférica.
«Normalmente, el campo magnético de un planeta actúa como una burbuja protectora, pero alrededor de TRAPPIST-1e, esta burbuja está comprometida. El campo magnético del planeta se conecta con el de la estrella, creando vías que permiten que las partículas de la estrella golpeen el planeta directamente», dijo Garraffo. «Esto no sólo elimina la atmósfera sino que también la calienta significativamente, dejando a TRAPPIST-1e y sus vecinos vulnerables a perder sus atmósferas por completo».
Trappist-1e es el cuarto planeta de la estrella enana roja en el corazón de este fascinante sistema planetario de mundos rocosos. Los astrónomos han descubierto previamente que trapense-1bel exoplaneta más cercano a la estrella, parece haber perdido ya su atmósfera.
El equipo cree que el calentamiento Joule impulsado por voltaje también podría estar impactando a Trappist-1f y Trappist-1g, despojándolos también de sus atmósferas, aunque en menor medida de lo que ven con Trappist-1e. Esto se debe a que, a 0,038 y 0,04683 veces la distancia entre la Tierra y el Sol desde su estrella respectivamente, estos planetas se mueven más lentamente a través de los vientos estelares de la enana roja que Trappist-1e.
«Los planetas más cercanos a Trappist-1 tendrán un destino aún más extremo, y los más lejanos un poco más leves», dijo Garraffo. «Me imagino que a todos los planetas Trappist-1 les resultará difícil aferrarse a cualquier atmósfera».
Los hallazgos del equipo podrían tener implicaciones fuera del sistema Trappist-1, así como en la búsqueda de exoplanetas habitables y vida fuera del sistema solar. Sugieren que los exoplanetas cercanos a sus estrellas probablemente hayan perdido sus atmósferas incluso si se encuentran dentro de la zona habitable de esa estrella.
Los resultados podrían ayudar aún más a sugerir qué estrellas podrían albergar planetas con moléculas que indican la presencia de vida: los biomarcadores.
«Nuestra investigación sugiere que estas estrellas de baja masa probablemente no sean las más prometedoras para albergar planetas con atmósfera», concluyó Garraffo. «Identificar qué estrellas anfitrionas pueden ser propicias para la formación de planetas habitables y observar esos tránsitos atmosféricos con el Telescopio Espacial James Webb y futuros observatorios, pero también desarrollar la tecnología para interpretar esos resultados en términos de biomarcadores».
La investigación del equipo fue publicada el 16 de febrero en la Revista Astrofísica.
