TRAPPIST-1 b y c no tienen atmósfera: 400 grados lo certifican

El telescopio James Webb ha completado los primeros mapas climáticos de planetas rocosos fuera del Sistema Solar, y los resultados son terminantes. Los dos mundos más cercanos a la estrella TRAPPIST-1 tienen un lado que supera los 200 grados centígrados y otro que cae por debajo de menos 200. Una diferencia de 400 grados entre la cara diurna y la nocturna solo es posible en un planeta sin atmósfera capaz de mover calor de un lado al otro. TRAPPIST-1 b y TRAPPIST-1 c son rocas peladas.

El sistema TRAPPIST-1 llevaba años siendo la dirección favorita de los astrónomos que buscan vida más allá de la Tierra. Una enana roja ubicada a apenas 39 años luz, en la constelación de Acuario, rodeada de siete planetas del tamaño de la Tierra. Tres de ellos orbitan dentro de la zona habitable, donde las temperaturas permitirían agua líquida en superficie. El sistema se convirtió en el laboratorio más estudiado de la astronomía exoplanetaria, y el debate sobre si alguno de sus mundos podría albergar vida ha durado una década. Las nuevas observaciones de Webb cierran ese debate para los dos planetas interiores.

La astrónoma Emeline Bolmont, de la Universidad de Ginebra, dirigió el equipo que utilizó el instrumento MIRI de Webb para registrar el ciclo térmico completo de ambos planetas a lo largo de sus órbitas. La técnica empleada se llama curva de fase térmica: como TRAPPIST-1 b completa una vuelta alrededor de su estrella en apenas día y medio, Webb puede monitorizar cómo cambia el brillo infrarrojo del sistema a medida que el planeta muestra primero su cara iluminada y después su cara oscura. El resultado es un retrato climático completo, el primero que se ha conseguido para planetas rocosos de tamaño terrestre en otro sistema solar.

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El mecanismo que condena a estos planetas es el bloqueo mareal. Porque TRAPPIST-1 es una enana roja mucho más pequeña y fría que el Sol, sus planetas interiores orbitan extraordinariamente cerca, sometidos a fuerzas gravitatorias que sincronizan su rotación con su período orbital. El resultado es el mismo que ocurre con la Luna respecto a la Tierra: siempre muestra la misma cara. Un hemisferio recibe luz eterna, el otro vive en oscuridad permanente. En un planeta con atmósfera densa, los vientos transportarían calor desde el lado soleado al lado oscuro, amortiguando la diferencia de temperatura. La brecha de 400 grados que registró Webb revela que ese transporte no existe. Si TRAPPIST-1 b y c alguna vez tuvieron atmósferas, la intensa radiación ultravioleta y los chorros de partículas energéticas de la enana roja las erosionaron por completo.

Conviene, sin embargo, no extraer conclusiones demasiado amplias. TRAPPIST-1 b y c son los dos planetas más expuestos a la radiación de la estrella, los más castigados por el viento estelar. Los propios modelos teóricos del equipo de Bolmont indican que los planetas exteriores del sistema, incluyendo los tres situados en la zona habitable, podrían haber conservado atmósferas a pesar de lo que sucedió con los dos interiores. La analogía que la investigadora propone es clarificadora: Mercurio, el más cercano al Sol, no tiene atmósfera, mientras que Venus y la Tierra, más alejados, las han mantenido. El destino de los planetas interiores no determina el de los exteriores.

Hay también una limitación metodológica que los propios autores reconocen. Las curvas de fase térmica miden el comportamiento radiativo del planeta, no su composición química. Que no haya redistribución de calor implica ausencia de atmósfera densa, pero no permite descartar la existencia de una atmósfera tenue, ni caracterizar con exactitud qué tipo de roca o mineral cubre las superficies. Para eso hacen falta técnicas complementarias que el mismo Webb puede proporcionar en observaciones futuras.

El artículo fue publicado en la revista Nature Astronomy. Las observaciones de TRAPPIST-1 e, el planeta situado en el centro de la zona habitable, están actualmente en marcha en el marco del programa DREAMS del Instituto de Ciencia del Telescopio Espacial. El equipo tiene programados quince tránsitos adicionales, cuyos resultados se esperan a lo largo de los próximos meses. Si TRAPPIST-1 e conserva atmósfera, Webb lo sabrá.

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