Una nueva investigación de astrónomos de la Universidad de Washington utiliza el intrigante sistema planetario TRAPPIST-1 como una especie de laboratorio para modelar no los planetas mismos, sino cómo el próximo telescopio espacial James Webb podría detectar y estudiar sus atmósferas, en el camino haciabuscando vida más allá de la Tierra.
El estudio, dirigido por Jacob Lustig-Yaeger, un estudiante de doctorado en astronomía de la UW, descubre que el telescopio James Webb, que se lanzará en 2021, podría obtener información clave sobre las atmósferas de los mundos TRAPPIST-1 incluso ensu primer año de funcionamiento, a menos que, como dice una vieja canción, las nubes se interpongan en el camino.
"El telescopio Webb ha sido construido y tenemos una idea de cómo funcionará", dijo Lustig-Yaeger. "Utilizamos el modelado por computadora para determinar la forma más eficiente de usar el telescopio para responder a la pregunta más básica que vamos a responder".quiero preguntar, que es: ¿hay incluso atmósferas en estos planetas, o no? "
Su artículo, "La capacidad de detección y caracterización de las atmósferas de exoplanetas TRAPPIST-1 con JWST", se publicó en línea en junio en el Revista Astronómica .
El sistema TRAPPIST-1, a 39 años luz, o alrededor de 235 billones de millas de distancia en la constelación de Acuario, interesa a los astrónomos debido a sus siete planetas en órbita rocosa o similar a la Tierra. Tres de estos mundos están enla zona habitable de la estrella: esa franja de espacio alrededor de una estrella que es perfecta para permitir el agua líquida en la superficie de un planeta rocoso, lo que le da una oportunidad a la vida.
La estrella, TRAPPIST-1, estaba mucho más caliente cuando se formó de lo que está ahora, lo que habría sometido a los siete planetas al océano, al hielo y a la pérdida atmosférica en el pasado.
"Hay una gran pregunta en el campo ahora mismo si estos planetas incluso tienen atmósferas, especialmente los planetas más internos", dijo Lustig-Yaeger. "Una vez que hayamos confirmado que hay atmósferas, entonces qué podemos aprender sobre la atmósfera de cada planeta".- las moléculas que lo componen? "
Según la forma en que sugiere que el Telescopio Espacial James Webb podría buscar, podría aprender mucho en un tiempo bastante corto, encuentra este documento.
Los astrónomos detectan exoplanetas cuando pasan frente a su estrella anfitriona o la "transitan", lo que resulta en una atenuación medible de la luz estelar. Los planetas más cercanos a su estrella transitan con más frecuencia y, por lo tanto, son más fáciles de estudiar. Cuando un planeta transita por su estrella,un poco de la luz de la estrella atraviesa la atmósfera del planeta, con lo cual los astrónomos pueden aprender sobre la composición molecular de la atmósfera.
Lustig-Yaeger dijo que los astrónomos pueden ver pequeñas diferencias en el tamaño del planeta cuando miran en diferentes colores, o longitudes de onda, de luz.
"Esto sucede porque los gases en la atmósfera del planeta absorben la luz solo en colores muy específicos. Dado que cada gas tiene una 'huella digital espectral' única, podemos identificarlos y comenzar a reconstruir la composición de la atmósfera del exoplaneta".
Lustig-Yaeger dijo que el modelado del equipo indica que el telescopio James Webb, usando una herramienta versátil a bordo llamada Espectrógrafo de infrarrojo cercano, podría detectar las atmósferas de los siete planetas TRAPPIST-1 en 10 o menos tránsitos, si tienen nubesatmósferas libres. Y, por supuesto, no sabemos si tienen nubes.
Si los planetas TRAPPIST-1 tienen nubes gruesas que envuelven globalmente como lo hace Venus, la detección de atmósferas podría tomar hasta 30 tránsitos.
"Pero ese sigue siendo un objetivo alcanzable", dijo. "Significa que incluso en el caso de nubes realistas de gran altitud, el telescopio James Webb todavía será capaz de detectar la presencia de atmósferas, lo cual antes de nuestro artículono se conocía "
Se han descubierto muchos exoplanetas rocosos en los últimos años, pero los astrónomos aún no han detectado sus atmósferas. El modelado en este estudio, dijo Lustig-Yaeger, "demuestra que, para este sistema TRAPPIST-1, la detección de atmósferas de exoplanetas terrestres está en elhorizonte con el telescopio espacial James Webb, quizás dentro de su misión principal de cinco años "
El equipo descubrió que el telescopio Webb puede detectar señales de que los planetas TRAPPIST-1 perdieron grandes cantidades de agua en el pasado, cuando la estrella estaba mucho más caliente. Esto podría dejar casos en los que el oxígeno producido de forma abiótica, no representativo devida: llena una atmósfera de exoplanetas, lo que podría dar una especie de "falso positivo" para la vida. Si este es el caso de los planetas TRAPPIST-1, el telescopio Webb también puede detectarlos.
Los coautores de Lustig-Yaeger, ambos con la UW, son la profesora de astronomía Victoria Meadows, quien también es investigadora principal del Laboratorio Planetario Virtual con sede en la UW; y el estudiante de doctorado en astronomía Andrew Lincowski. El trabajo sigue, en parte, en anteriorestrabajo de Lincowski modelando posibles climas para los siete mundos TRAPPIST-1.
"Al hacer este estudio, hemos observado: ¿Cuáles son los mejores escenarios para el telescopio espacial James Webb? ¿Qué será capaz de hacer? Porque definitivamente se encontrarán más planetas del tamaño de la Tierraantes de su lanzamiento en 2021. "
La investigación fue financiada por una subvención del equipo del Laboratorio Planetario Virtual del Programa de Astrobiología de la NASA, como parte de la red de coordinación de investigación Nexus for Exoplanet System Science NExSS.
Lustig-Yaeger agregó: "Es difícil concebir en teoría un sistema planetario más adecuado para James Webb que TRAPPIST-1".
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Materiales proporcionado por Universidad de Washington . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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