Un sistema planetario que se esconde en la constelación de Dorado, a unos 100 años luz de la Tierra, alberga un planeta del tamaño de la Tierra que orbita dentro de la zona habitable de su estrella.
(Imagen: © Centro de vuelo espacial Goddard de la NASA)
Josh Schlieder y sus alumnos Emily Gilbert, Tom Barclay y Elisa Quintana, habían estado estudiando datos de TESS ( Satélite de prospección de exoplanetas en tránsito ) cuando descubrieron lo que podría ser el primer planeta del tamaño de la Tierra en una zona donde el agua líquida podría existir en la superficie de un planeta terrestre. Esta es una noticia muy emocionante porque este nuevo planeta está relativamente cerca de la Tierra, y es posible observar su atmósfera con el telescopio espacial James Webb o con grandes telescopios terrestres.
(Post relacionado: ¿Cuántos planetas se han descubierto en la actualidad?)
Planetas de zonas habitables:
La estrella anfitriona del planeta que el equipo de Gilbert descubrió se llama TESS of Interest número 700 o TOI-700. En comparación con el Sol, es una estrella pequeña y tenue. Tiene un tamaño del 40%, solo aproximadamente 1/50 del brillo del Sol y se encuentra a unos 100 años luz de la Tierra en la constelación Dorado, que es visible desde nuestro hemisferio sur. En comparación, la estrella más cercana a nosotros, Proxima Centauri, está a 4,2 años luz de la Tierra. Para tener una idea de estas distancias, si viajara en la nave espacial más rápida ( Parker Solar Probe ) para llegar a Proxima Centauri, tomaría casi 20000 años.
Hay tres planetas alrededor de TOI-700: b, c y d. El planeta d es del tamaño de la Tierra, dentro de la zona habitable de la estrella y orbita TOI-700 cada 37 días. Los planetas b y c son del tamaño de la Tierra y mini-Neptuno, respectivamente. Sin embargo, orbitan mucho más cerca de su estrella anfitriona, recibiendo 5 veces y 2,6 veces la luz estelar que nuestra propia Tierra recibe del Sol. En comparación, Venus, un mundo seco y terriblemente cálido con una temperatura superficial de aproximadamente 860 grados Fahrenheit, recibe el doble de la luz solar de la Tierra.
Hasta hace aproximadamente una década, los astrónomos conocían solo dos planetas de zonas habitables de cualquier tamaño: la Tierra y Marte. Sin embargo, en la última década, gracias a los descubrimientos realizados a través de telescopios terrestres y la misión Kepler (que también buscó exoplanetas de 2009 a 2019, pero ahora está retirado), los astrónomos han descubierto una docena de exoplanetas de tamaño terrestre. Estos son entre la mitad y dos veces más grandes que la Tierra dentro de las zonas habitables de sus estrellas anfitrionas.
A pesar del número relativamente grande de pequeños descubrimientos de exoplanetas hasta la fecha, la mayoría de las estrellas están entre 600 y 3000 años luz de distancia de la Tierra, demasiado lejos y tenue para una observación de seguimiento detallada.
¿Por qué es importante el agua líquida para la habitabilidad?
A diferencia de Kepler, la misión de TESS es buscar planetas alrededor de los vecinos más cercanos del Sol, aquellos lo suficientemente brillantes como para realizar observaciones de seguimiento.
Entre abril de 2018 y ahora, TESS descubrió más de 1,500 candidatos a planetas. La mayoría tiene más del doble del tamaño de la Tierra con órbitas de menos de 10 días. La Tierra, por supuesto, tarda 365 días en orbitar alrededor de nuestro Sol. Como resultado, los planetas reciben significativamente más calor del que recibe la Tierra del Sol y están demasiado calientes para que exista agua líquida en la superficie.
El agua líquida es esencial para la habitabilidad. Proporciona un medio para que los productos químicos interactúen entre sí. Si bien es posible que exista vida exótica a presiones más altas o temperaturas más altas, como los extremófilos que se encuentran cerca de los respiraderos hidrotermales o los microbios que se encuentran a media milla debajo de la capa de hielo de la Antártida Occidental, esos descubrimientos fueron posibles porque los humanos pudieron sondear esos ambientes extremos. No habrían sido detectables desde el espacio.
Cuando se trata de encontrar vida, o incluso condiciones habitables, más allá de nuestro sistema solar, los humanos dependen completamente de observaciones remotas. El agua líquida superficial puede crear condiciones habitables que potencialmente pueden promover la vida. Estas formas de vida pueden interactuar con la atmósfera de arriba, creando biofirmas detectables a distancia que los telescopios terrestres pueden detectar. Estas biofirmas podrían ser composiciones actuales de gases similares a la Tierra (oxígeno, ozono, metano, dióxido de carbono y vapor de agua), o la composición de la antigua Tierra hace 2700 millones de años (principalmente metano y dióxido de carbono, y sin oxígeno).
Conocemos uno de esos planetas donde esto ya sucedió: la Tierra. Por lo tanto, el objetivo de los astrónomos es encontrar aquellos planetas que son aproximadamente del tamaño de la Tierra, orbitando a esas distancias de la estrella donde el agua podría existir en forma líquida en la superficie. Estos planetas serán nuestros objetivos principales para buscar mundos habitables y firmas de vida fuera de nuestro sistema solar.
Los tres planetas del sistema TOI 700 orbitan una pequeña y fría estrella enana M. TOI 700 d es el primer mundo de zona habitable del tamaño de la Tierra descubierto por TESS.
(Crédito de la imagen: Centro de vuelo espacial Goddard de la NASA)
Posibles climas para el planeta TOI-700 d:
Para demostrar que TOI-700 d es real, el equipo de Gilbert necesitaba confirmar el uso de datos de un tipo diferente de telescopio. TESS detecta planetas cuando se cruzan frente a la estrella, causando una caída en la luz de la estrella. Sin embargo, tales caídas también podrían ser creadas por otras fuentes, como el ruido instrumental espurio o las estrellas binarias en el fondo que se eclipsan entre sí, creando señales falsas positivas. Observaciones independientes vinieron de Joey Rodriguez en el Centro de Astrofísica de la Universidad de Harvard. Rodríguez y su equipo confirmaron la detección TESS de TOI-700 d con el telescopio Spitzer, y eliminaron cualquier duda que quedara de que es un planeta genuino.
Extraños mundos nuevos y sus climas:
Las simulaciones climáticas que la NASA ha completado sugieren que una atmósfera similar a la Tierra y una presión de gas no son adecuadas para soportar el agua líquida en su superficie. Si ponemos la misma cantidad de gases de efecto invernadero que tenemos en la Tierra en TOI-700 d, la temperatura de la superficie en este planeta aún estaría bajo cero.
Nuestra propia atmósfera soporta un océano líquido en la Tierra ahora porque nuestra estrella es bastante grande y más brillante que TOI-700. Una cosa es segura: todos los modelos de nuestros equipos indican que los climas de los planetas alrededor de estrellas pequeñas y tenues como TOI-700 son muy diferentes a lo que vemos en nuestra Tierra.
El campo de los exoplanetas se encuentra ahora en una era de transición desde descubrirlos hasta caracterizar sus atmósferas. En la historia de la astronomía, las nuevas técnicas permiten nuevas observaciones del universo, incluyendo sorpresas como el descubrimiento de Júpiter caliente y mini Neptunas, que no tienen equivalente en nuestro sistema solar. El escenario ahora está listo para observar las atmósferas de estos planetas para ver cuáles tienen condiciones que sostienen la vida.
