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Los siete planetas que orbitan la estrella enana ultrafróa TRAPPIST-1 son en su mayoría rocosos, y algunos potencialmente contienen más agua líquida que la Tierra.
Una nueva investigación revela la densidad de los mundos dentro de este sistema con una mayor precisión. Los hallazgos revelan que algunos de los planetas podrían tener hasta un 5 por ciento de su masa en forma de agua líquida, aproximadamente 250 veces más agua que la encontrada en los océanos de la Tierra.
"Todos los planetas TRAPPIST-1 son muy parecidos a la Tierra, tienen un núcleo sólido, rodeado de una atmósfera", dijo a Space Simon Grimm, un científico exoplanetario de la Universidad de Berna en Suiza. Trabajando con un equipo de investigadores, Grimm modeló con precisión las densidades de los siete mundos.
Además de reducir la composición de los exoplanetas, los investigadores también encontraron que uno de los mundos podría presumir de algunas características familiares.
"TRAPPIST-1e es el exoplaneta que es más similar a la Tierra en términos de masa, radio y energía recibida de su estrella", dijo Grimm.
En 2016, los astrónomos del The Transiting Planets and Planetesimals Small Telescope (TRAPPIST) en Chile identificaron tres planetas alrededor de la tenue estrella TRAPPIST-1. Menos de un año después, la NASA anunció el descubrimiento de aún más mundos, hasta un total de siete. Todos los exoplanetas orbitan en la zona habitable de su estrella, la región donde el agua puede permanecer líquida en la superficie. El sistema TRAPPIST-1 cuenta con el mayor número de mundos rocosos jamás encontrados en una zona habitable de una sola estrella y se encuentra a solo 40 años luz de la Tierra.
Grimm y sus colegas decidieron medir el sistema utilizando una técnica conocida como variaciones del tiempo de tránsito (TTV). Al observar pequeñas variaciones en la cantidad de tiempo que tarda un mundo en pasar entre su estrella y nuestro punto de vista, llamado tránsito, los TTV permiten a los investigadores realizar algunas de las observaciones más sensibles de densidades y masas planetarias.
"Usar TTV es actualmente el único método para determinar las masas y, por lo tanto, las densidades de planetas como el sistema TRAPPIST-1", dijo Grimm.
Otros métodos no funcionan porque los planetas son demasiado livianos o la estrella es demasiado débil, dijo. El método permite a los astrónomos determinar la masa de los planetas en relación con las masas estelares. Combinado con los radios medidos a medida que el planeta transita su estrella, la técnica revela las densidades de cada mundo.
Los investigadores confiaron en datos capturados por el Telescopio Espacial Spitzer de la NASA y varios de los instrumentos del Observatorio Europeo Austral en Chile para hacer observaciones detalladas que podrían revelar las variaciones en las órbitas planetarias.
Grimm tomó una simulación que previamente había usado para calcular las órbitas planetarias y la adaptó al análisis de TTV. Usando más de 200 tránsitos, su equipo modeló la masa y las densidades de los mundos, simulando las órbitas de los planetas hasta que sus tránsitos modelados coincidieran con lo observado.
Los investigadores encontraron densidades de los mundos que van desde 0.6 a 1.0 veces la densidad de la Tierra. Los siete mundos son ricos en agua, con niveles de agua que alcanzan hasta el 5 por ciento de la masa total. En comparación, solo alrededor del 0.02 por ciento de la masa de la Tierra está contenida en el agua.
Los investigadores advirtieron que los nuevos resultados, que se publicaron en la revista Astronomy & Astrophysics, no dicen nada directamente sobre la habitabilidad. Sin embargo, al ayudar a los investigadores a comprender mejor las condiciones involucradas en el sistema, la nueva investigación ayuda a avanzar en la comprensión de si los mundos pueden ser capaces de sustentar la vida.
