¿Podrá el telescopio Webb detectar signos de vida en exoplanetas cercanos?

Concepto artístico del telescopio espacial James Webb tal como aparecerá una vez que se lance a la órbita terrestre en 2021. ¿Quiere ver cómo se ve el telescopio real ahora? Ver el final de esta publicación. Imagen vía Northrop Grumman / JWST.

A solo 39 años luz de la Tierra, justo al lado, cósmicamente hablando, hay un sistema solar con siete planetas rocosos del tamaño de la Tierra. El sistema se llama TRAPPIST-1. Todos sus siete planetas son intrigantes, y tres de ellos orbitan en la zona habitable de su estrella, donde las temperaturas podrían permitir que exista agua líquida en ellos.

Estos mundos han sido objeto de mucho estudio en los últimos años, pero existen límites sobre lo que los telescopios actuales pueden aprender más sobre ellos. Además, se ha debatido si el telescopio espacial James Webb, el sucesor del Hubble, programado para su lanzamiento en marzo de 2021, será lo suficientemente poderoso como para detectar signos de vida a la distancia de estos planetas del tamaño de la Tierra, si es que existen signos de vida. ahí. Pero ahora un nuevo estudio dice que sí, que Webb podrá analizar sus atmósferas en busca de biofirmas. Además, según el estudio, este análisis podría hacerse en solo un año, aunque las nubes en las atmósferas de los planetas podrían plantear un problema.

El nuevo artículo se publicó por primera vez el 21 de junio de 2019 en The Astronomical Journal, y el estudio fue dirigido por Jacob Lustig-Yaeger, un estudiante de astronomía de la Universidad de Washington.

De acuerdo con Lustig-Yaeger:

El telescopio Webb ha sido construido y tenemos una idea de cómo funcionará. Utilizamos el modelado por computadora para determinar la forma más eficiente de usar el telescopio para responder la pregunta más básica que queremos hacer, que es: ¿Hay incluso atmósferas en estos planetas o no?

Concepto artístico de los 7 exoplanetas del tamaño de la Tierra en el sistema planetario TRAPPIST-1. Imagen vía R. Hurt / T. Pyle / NASA / JPL-Caltech / WOSU.

Los siete planetas conocidos en el sistema TRAPPIST-1 son rocosos y de un tamaño similar al de la Tierra. Todos orbitan cerca de su estrella, pero dado que la estrella es una enana roja y más fría que el sol, eso significa que tres de los planetas todavía están en la zona habitable de la estrella, donde las temperaturas podrían hacer posible el agua líquida, dependiendo de otros factores como tipo de ambiente Se espera que la mayoría o todos los planetas tengan atmósferas, pero aún no se sabe con certeza. El telescopio Webb podrá confirmar eso y analizar esas atmósferas en busca de posibles biofirmas, gases como el oxígeno o el metano que podrían indicar vida en las superficies. De acuerdo con Lustig-Yaeger:

Hay una gran pregunta en el campo ahora mismo si estos planetas incluso tienen atmósferas, especialmente los planetas más internos. Una vez que hayamos confirmado que hay atmósferas, ¿qué podemos aprender sobre la atmósfera de cada planeta, las moléculas que la componen?

El estudio sugiere que el telescopio Webb debería ser capaz de detectar y analizar cualquier atmósfera con bastante rapidez, en aproximadamente un año. Dado que todos los planetas están cerca de su estrella, eso significa que sus tiempos de tránsito, el tiempo que le toma a un planeta cruzar frente a su estrella desde nuestro punto de vista, son relativamente cortos. El Webb debería poder confirmar las atmósferas (o no) en 10 tránsitos o menos.

Concepto artístico de TRAPPIST-1e, que los científicos creen que tiene la mejor oportunidad de tener una atmósfera habitable y un océano como la Tierra. Imagen vía NOAA / Inverse.

Sin embargo, esto también depende de si esas atmósferas tienen nubes. Si un planeta tuviera una atmósfera espesa y nublada como Venus, podría tomar hasta 30 tránsitos para confirmarlo. Entonces el telescopio Webb aún podría hacerlo, solo tomaría más tiempo, dijo Lustig-Yaeger:

Pero ese sigue siendo un objetivo alcanzable. 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, que antes de nuestro documento no se conocían.

La capacidad del telescopio espacial James Webb de detectar atmósferas de planetas rocosos más pequeños es emocionante, ya que otros telescopios aún no han podido hacerlo. Es mucho más fácil con planetas gigantes gaseosos como Júpiter, pero difícil con planetas más pequeños cuando están tan lejos.

Otra posibilidad es que el Webb encuentre evidencia de agua que los planetas perdieron cuando el sistema era mucho más joven y la estrella estaba mucho más caliente. En tales casos, una atmósfera podría contener oxígeno abiótico, no creado por la vida, que podría ser una señal positiva falsa de biología activa. Los científicos tendrían que determinar si el oxígeno es biótico o abiótico.

Concepto artístico de la superficie de TRAPPIST-1f. Imagen vía inversa.

El telescopio espacial James Webb será invaluable para estudiar planetas rocosos como la Tierra, dicen los astrónomos, y muchos más de estos mundos rocosos se descubren todo el tiempo en el vasto espacio de nuestra galaxia, la Vía Láctea. Se estima que hay miles de millones de tales mundos solo en nuestra galaxia, y el Webb podría proporcionar la primera evidencia convincente de vida en uno (o más) de ellos. Sin embargo, incluso si no lo hace, ayudará a revolucionar nuestra comprensión de estos planetas. Como señaló el estudiante de doctorado en astronomía Andrew Lincowski:

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 Tierra antes de su lanzamiento en 2021.

El sistema planetario TRAPPIST-1 es único entre los sistemas conocidos hasta ahora, con siete exoplanetas del tamaño de la Tierra. ¿Podría alguno de ellos tener vida? Son candidatos ideales para un estudio adicional por parte de Webb, que pueden ayudar a responder esa pregunta intrigante en un futuro relativamente cercano. Como Lustig-Yaeger agregó:

Es difícil concebir en teoría un sistema planetario más adecuado para James Webb que TRAPPIST-1.

El 28 de agosto de 2019, la NASA anunció que las dos mitades del telescopio espacial James Webb ahora se han conectado con éxito. El telescopio se está ensamblando en las instalaciones de Northrop Grumman en Redondo Beach, California. Lee mas.

En pocas palabras: por primera vez, los científicos podrán estudiar las atmósferas de los siete exoplanetas del tamaño de la Tierra en el sistema TRAPPIST-1, utilizando el telescopio espacial James Webb, el sucesor de Hubble, que se lanzará en 2021.

Fuente: La capacidad de detección y caracterización de las atmósferas de exoplanetas TRAPPIST-1 con JWST

Vía UW News