¿Qué tipo de atmósfera podría tener TRAPPIST-1 e?
TRAPPIST-1 e es un planeta rocoso un 8 % menor y un 31 % menos masivo que la Tierra. Recibe cerca del 65 % de la energía que la Tierra recibe del Sol y está en la zona habitable, pero aún no se han confirmado agua ni atmósfera. Cuatro observaciones de Webb durante el paso del planeta frente a su estrella hicieron muy improbable una atmósfera densa compuesta sobre todo por hidrógeno. No pudieron distinguir entre una atmósfera de gases más pesados, como nitrógeno, oxígeno o dióxido de carbono, y la ausencia total de atmósfera, porque las manchas y fulguraciones cambian continuamente la luz estelar.
- Unos 6,10 días Tiempo que tarda en completar una órbita
- Unos 0,92 radios terrestres Radio calculado por la luz estelar bloqueada durante el tránsito
- Unas 0,69 masas terrestres Masa calculada por la gravedad intercambiada con los planetas vecinos
- Cerca de 0,65 veces la terrestre Cantidad de luz estelar que recibe el planeta
¿Cómo se detecta una atmósfera rica en hidrógeno?
Cuando un planeta pasa frente a su estrella, una parte de la luz atraviesa la atmósfera de sus bordes. Los gases absorben tipos concretos de luz, de modo que medir cuánto cambia la cantidad bloqueada con la longitud de onda permite buscar sus señales. Un gas ligero como el hidrógeno se extiende a gran altura y produce señales grandes. Los gases pesados, como el nitrógeno o el dióxido de carbono, permanecen más abajo y dejan señales mucho menores.
El instrumento NIRSpec de Webb analizó cuatro tránsitos registrados en 2023, desde el extremo rojo de la luz visible hasta el infrarrojo cercano. Incluso al permitir nubes y baja presión, una atmósfera con más de cerca del 80 % de hidrógeno no encajaba con los datos. Es poco probable que una atmósfera de hidrógeno y helio capturada cuando se formó el planeta haya sobrevivido hasta hoy. Esto no descarta atmósferas ricas en nitrógeno, oxígeno o dióxido de carbono.
¿Por qué cambiaron los resultados entre observaciones?
La superficie de TRAPPIST-1 no brilla con la misma intensidad en todas partes. Las manchas oscuras, las regiones brillantes y las breves erupciones cambian de posición e intensidad con el tiempo. Si cambia el color de la zona que el planeta no cubre, la cantidad bloqueada puede variar con la longitud de onda aunque el planeta no tenga atmósfera, creando algo parecido a una señal atmosférica.
Las cuatro observaciones recibieron la influencia de la superficie estelar y durante el tercer tránsito se produjo una gran fulguración. El equipo trató los cambios amplios que variaban en cada visita como efectos de la estrella, y buscó como posibles señales atmosféricas solo las pequeñas marcas que se repetían en las mismas longitudes de onda. Sin embargo, los cálculos sencillos de la temperatura y el tamaño de las manchas no explicaron todos los cambios. Por eso una pequeña marca que permanece tras retirar el efecto estelar no puede atribuirse de inmediato a un gas del planeta.
Los datos actuales permiten afirmar que no hay una atmósfera densa de hidrógeno. Aún se desconoce si existe una atmósfera tenue de gases pesados o si no hay atmósfera alguna.
¿Basta una débil señal parecida al metano para anunciar un hallazgo?
Tras eliminar los cambios causados por la estrella, una atmósfera de gases pesados como el nitrógeno con una pequeña cantidad de metano podía explicar algunas señales. Pero un resultado plano, sin ninguna señal atmosférica, también concordaba con las observaciones y, con ciertos métodos de análisis, lo hacía mejor. Las pequeñas marcas actuales no son suficientes para anunciar el descubrimiento de metano ni de una atmósfera.
Los modelos en los que el dióxido de carbono forma la mayor parte de la atmósfera, como en Venus o Marte, también tendían a ajustarse mal. Sigue siendo posible una atmósfera pesada con una cantidad menor de dióxido de carbono. Si existiera agua líquida, los cálculos indican que esa cantidad podría producir un efecto invernadero, pero las observaciones actuales no han encontrado directamente agua, océanos ni nubes.
¿Por qué se observan b y e uno tras otro?
El equipo está realizando 15 observaciones adicionales cuando TRAPPIST-1 b cruza la estrella justo antes o después de e. El planeta b parece ser un mundo rocoso sin una atmósfera densa, por lo que las marcas de sus datos pueden tratarse como efectos causados por la estrella casi al mismo tiempo. Después se retiran de los datos de e para buscar cambios que se repitan únicamente en este planeta.
Las primeras tres visitas comunicadas en 2025 mostraron tanto la ventaja como el límite del método. Cuando la estrella estaba tranquila se podía reducir su efecto, pero una gran fulguración entre los dos tránsitos impedía suponer que la estrella permanecía igual. Incluso después de reunir todos los datos habrá que identificar las observaciones afectadas por fulguraciones y comprobar cuánto cambia el resultado según el método de análisis.
- e se observó cuatro veces Los datos descartaron una atmósfera densa dominada por hidrógeno, pero mostraron grandes cambios causados por la estrella.
- Se compararon varias atmósferas Tanto la ausencia de atmósfera como varias atmósferas de gases pesados siguieron siendo posibles.
- b y e se observan seguidos El planeta b revela las marcas creadas por la estrella casi al mismo tiempo.
- Se buscan señales que solo queden en e El conjunto completo comprobará si las mismas señales de gases se repiten.
¿Qué se ha confirmado sobre e en la zona habitable?
La luz que recibe e está dentro de un intervalo que podría permitir agua líquida superficial. Sin embargo, la temperatura real depende de la presión y composición atmosféricas, las nubes, la reflectividad de la superficie y el movimiento del calor entre el día y la noche. Si siempre muestra la misma cara a la estrella, los modelos permiten tanto un océano extendido por el planeta como agua limitada a la región que mira a la estrella. Ninguno de estos paisajes ha sido observado.
La primera pregunta no es si existe vida, sino si hay una atmósfera. Solo después de separar los cambios que la propia estrella produce repetidamente y confirmar varias veces señales que aparecen en los mismos tipos de luz únicamente para e se podrá empezar a decir qué gases hay.
El océano, las nubes y la superficie mostrados en esta página no son una fotografía observada. Las observaciones de Webb han hecho muy improbable una atmósfera densa dominada por hidrógeno. Las atmósferas de gases pesados, el agua líquida y la vida siguen sin confirmarse.
Fuentes
- NASA Exoplanet Archive — TRAPPIST-1 e
- NASA Science — Webb observa TRAPPIST-1 e
- The Astrophysical Journal Letters — Cuatro espectros de transmisión de NIRSpec
- The Astrophysical Journal Letters — Límites de la atmósfera secundaria
- Allen et al. — Programa TRAPPIST-1 e/b y primeras observaciones
- NASA Science — Resultados de Webb para el sistema TRAPPIST-1
- NASA Science — Catálogo de TRAPPIST-1 e