El sistema TRAPPIST-1, descubierto en 2017 por un equipo liderado por el astrónomo Michael Gillon de la Universidad de Lieja, incluye siete planetas del tamaño de la Tierra que orbitan una estrella enana roja de baja masa. Estos planetas son candidatos ideales para estudios atmosféricos, utilizando las capacidades espectroscópicas avanzadas del Telescopio Espacial James Webb (JWST). Un análisis reciente del planeta más interno, TRAPPIST-1 b, se centró en sus emisiones en el infrarrojo medio para evaluar la probabilidad de una atmósfera.
Según Elsa Ducrot, coautora del estudio y astrónoma asistente en el CEA de París, "Los planetas que orbitan enanas rojas son nuestra mejor oportunidad para estudiar por primera vez las atmósferas de planetas rocosos templados, aquellos que reciben flujos estelares entre los de Mercurio y Marte." Los planetas TRAPPIST-1 sirven como un laboratorio ideal para esta investigación crucial.
Los datos anteriores a 15 micrones indicaban que una atmósfera rica en CO2 era poco probable, favoreciendo un modelo en el que el planeta es una "roca oscura desnuda" sin atmósfera. Sin embargo, el nuevo estudio amplió las mediciones a 12.8 micrones, combinando estos resultados con modelos atmosféricos y de superficie detallados.
Pierre Lagage, coautor y jefe del departamento de astrofísica en el CEA de París, destacó la importancia de las mediciones de emisión para mitigar la contaminación estelar, un problema común en la espectroscopía de tránsito alrededor de enanas rojas. Dijo: "La emisión se convirtió rápidamente en el método preferido para estudiar exoplanetas rocosos alrededor de enanas rojas durante los dos primeros años del JWST."
Los hallazgos desafían el modelo inicial de roca desnuda, sugiriendo dos posibles escenarios: una superficie compuesta de rocas ultramáficas o una atmósfera rica en CO2 y neblina. La presencia de neblina podría llevar a una inversión térmica, donde una atmósfera superior más cálida absorbe la luz estelar, lo que plantea preguntas sobre la formación de neblina y la estabilidad climática.
El Dr. Michiel Min del Instituto de Investigación Espacial SRON de los Países Bajos explicó: "Estas inversiones térmicas son bastante comunes en las atmósferas de cuerpos del Sistema Solar, siendo quizás el ejemplo más similar la atmósfera brumosa de la luna Titán de Saturno." Sin embargo, enfatizó que la química de la atmósfera de TRAPPIST-1 b se espera que sea muy diferente de la de Titán o de cualquier otro cuerpo rocoso del Sistema Solar.
A pesar de la posibilidad de una atmósfera, el equipo de investigación mantiene que el escenario de roca desnuda sigue siendo más probable según los datos actuales. Observaciones futuras, incluidas las análisis de curvas de fase para monitorear la distribución de calor, proporcionarán más claridad.
El profesor Michael Gillon afirmó: "Al analizar la eficiencia con la que se redistribuye el calor en el planeta, los astrónomos pueden deducir la presencia de una atmósfera." Si existe una atmósfera, el calor debería distribuirse del lado diurno al lado nocturno; sin atmósfera, la redistribución del calor sería mínima.
El programa Rocky Worlds en curso del JWST, que dedica 500 horas a observar exoplanetas terrestres alrededor de enanas rojas, generará datos adicionales para mejorar nuestra comprensión de TRAPPIST-1 b. Estos resultados serán cruciales para determinar si estos lejanos mundos rocosos albergan atmósferas o permanecen como rocas silenciosas y estériles en el espacio.