El telescopio Webb observa el exoplaneta TRAPPIST-1, del tamaño de la Tierra y en la zona habitable
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“Los instrumentos infrarrojos del Webb nos brindan más detalles que nunca, y las cuatro observaciones iniciales del planeta e nos muestran con qué tendremos que trabajar cuando llegue el resto de la información”, afirmó Néstor Espinoza, del Instituto Científico del Telescopio Espacial en Baltimore, Maryland, investigador principal del equipo de investigación. Dos artículos científicos que detallan los resultados iniciales del equipo se han publicado en Astrophysical Journal Letters.
De los siete mundos del tamaño de la Tierra que orbitan la estrella enana roja TRAPPIST-1, el planeta e es de particular interés porque orbita la estrella a una distancia donde el agua en la superficie es teóricamente posible (no demasiado caliente, no demasiado frío), pero solo si el planeta tiene atmósfera. Ahí es donde entra Webb. Los investigadores apuntaron el poderoso instrumento NIRSpec (espectrógrafo de infrarrojo cercano) del telescopio al sistema mientras el planeta e transitaba, o pasaba frente a, su estrella. La luz de las estrellas que pasa a través de la atmósfera del planeta, si hay una, será parcialmente absorbida, y las caídas correspondientes en el espectro de luz que llega a Webb indicarán a los astrónomos qué sustancias químicas se encuentran allí. Con cada tránsito adicional, el contenido atmosférico se vuelve más claro a medida que se recolecta más información.
Es poco probable que haya atmósfera primaria #
Aunque aún quedan abiertas múltiples posibilidades para el planeta e debido a que hasta ahora sólo se han analizado cuatro tránsitos, los investigadores confían en que el planeta aún no tiene su atmósfera primaria u original. TRAPPIST-1 es una estrella muy activa, con frecuentes llamaradas, por lo que no sorprende a los investigadores que cualquier atmósfera de hidrógeno y helio con la que se pudiera haber formado el planeta hubiera sido eliminada por la radiación estelar. Sin embargo, muchos planetas, incluida la Tierra, acumulan una atmósfera secundaria más pesada después de perder su atmósfera primaria. Es posible que el planeta e nunca haya podido hacer esto y no tenga una atmósfera secundaria. Sin embargo, los investigadores afirman que existe la misma probabilidad de que exista una atmósfera, y el equipo desarrolló nuevos enfoques para trabajar con los datos del telescopio Webb y determinar las posibles atmósferas y entornos superficiales del planeta e.
Un mundo de (menos) posibilidades #
Los investigadores afirman que es improbable que la atmósfera de TRAPPIST-1 e esté dominada por dióxido de carbono, de forma análoga a la densa atmósfera de Venus y la tenue atmósfera de Marte. Sin embargo, los investigadores también son cautelosos al señalar que no existen paralelismos directos con nuestro sistema solar.
“TRAPPIST-1 es una estrella muy diferente de nuestro Sol, y por eso el sistema planetario que la rodea también es muy diferente, lo que desafía nuestras suposiciones observacionales y teóricas”, dijo el miembro del equipo Nikole Lewis, profesora asociada de astronomía en la Universidad de Cornell.
Si hay agua líquida en TRAPPIST-1 e, los investigadores dicen que estaría acompañada de un efecto invernadero, en el que varios gases, particularmente el dióxido de carbono, mantienen la atmósfera estable y el planeta caliente.
“Un pequeño efecto invernadero ayuda mucho”, señaló Lewis, y las mediciones no descartan la existencia de suficiente dióxido de carbono para mantener algo de agua en la superficie. Según el análisis del equipo, el agua podría tomar la forma de un océano global o cubrir un área más pequeña del planeta donde la estrella está en un mediodía perpetuo, rodeada de hielo. Esto sería posible porque, debido al tamaño de los planetas de TRAPPIST-1 y a sus órbitas cercanas a su estrella, se cree que todos están bloqueados por mareas, con un lado siempre de cara a la estrella y el otro siempre en oscuridad.
Nuevo método innovador #
Espinoza y la coinvestigadora principal, Natalie Allen, de la Universidad Johns Hopkins, lideran un equipo que actualmente realiza 15 observaciones adicionales del planeta e, con un toque innovador. Los científicos están cronometrando las observaciones para que el Webb capture los planetas b y e transitando la estrella uno tras otro. Tras observaciones previas del planeta b, el planeta que orbita más cerca de TRAPPIST-1, con el telescopio Webb, los científicos están bastante seguros de que se trata de una roca desnuda sin atmósfera. Esto significa que las señales detectadas durante el tránsito del planeta b pueden atribuirse únicamente a la estrella, y dado que el planeta e transita casi al mismo tiempo, la variabilidad de la estrella reducirá las complicaciones. Los científicos planean comparar los datos de ambos planetas, y cualquier indicación de sustancias químicas que aparezcan sólo en el espectro del planeta e podrá atribuirse a su atmósfera.
“Aún estamos en las primeras etapas de aprendizaje del asombroso potencial científico que podemos lograr con el Webb. Es increíble medir los detalles de la luz estelar alrededor de planetas del tamaño de la Tierra a 40 años luz de distancia y comprender cómo podrían ser allí, si la vida fuera posible”, afirmó Ana Glidden, investigadora postdoctoral del Instituto Kavli de Astrofísica e Investigación Espacial del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), quien dirigió la investigación sobre las posibles atmósferas del planeta e. “Nos encontramos en una nueva era de exploración de la que es muy emocionante formar parte”, concluyó.
Los cuatro tránsitos de TRAPPIST-1 e analizados en los nuevos artículos publicados hoy fueron recopilados por la colaboración DREAMS (Reconocimiento profundo de atmósferas de exoplanetas mediante espectroscopia multiinstrumento) del equipo científico del telescopio James Webb Space Telescope.
El Telescopio Espacial James Webb es el principal observatorio de ciencias espaciales del mundo. El Webb resuelve misterios en nuestro sistema solar, observando mundos distantes alrededor de otras estrellas e investigando las misteriosas estructuras y orígenes de nuestro universo y nuestro lugar en él. El Webb es un programa internacional liderado por la NASA con sus socios, la ESA (Agencia Espacial Europea) y la CSA (Agencia Espacial Canadiense).
Agradecimientos #
Agradecemos al revisor anónimo sus perspicaces comentarios, que mejoraron considerablemente el manuscrito. Esta carta informa sobre el trabajo realizado en el contexto del Equipo Científico del Telescopio JWST ( https://www.stsci.edu/~marel/jwsttelsciteam.html; IP: M. Mountain). El equipo recibe financiación de la NASA a través de la subvención 80NSSC20K0586. Basado en observaciones con el JWST de NASA/ESA/CSA, asociado al programa GTO-1353 (IP: N. K. Lewis), obtenidas en el Instituto de Ciencia del Telescopio Espacial (Space Telescope Science Institute), operado por AURA, Inc., bajo el contrato de la NASA NAS 5-03127. Los datos del JWST presentados en esta carta se obtuvieron del Archivo Mikulski para Telescopios Espaciales (MAST) del Space Telescope Science Institute. Se puede acceder a las observaciones específicas analizadas a través del doi: 10.17909/7d90-w905. Las recuperaciones asociadas con esta Carta se pueden encontrar en https://github.com/nespinoza/TRAPPIST-1e-GTO-2025. Los autores agradecen a MIT SuperCloud y al Centro de Supercomputación del Laboratorio Lincoln por proporcionar recursos de HPC que han contribuido a los resultados de investigación presentados en esta Carta. R.J.M. cuenta con el apoyo de la NASA a través de la beca NASA Hubble HST-HF2-51513.001, otorgada por el Instituto de Ciencia del Telescopio Espacial, operado por la Asociación de Universidades para la Investigación en Astronomía, Inc., para la NASA, bajo el contrato NAS 5-26555. K.B.S. Realizó trabajos como parte del equipo del Consorcio sobre Habitabilidad y Atmósferas de Planetas Enanos M (CHAMPs), con el apoyo de la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio (NASA) mediante las subvenciones n.º 80NSSC21K0905 y 80NSSC23K1399, otorgadas a través del programa Consorcios Interdisciplinarios para la Investigación en Astrobiología (ICAR). D.R.L. agradece el apoyo de la NASA mediante la subvención n.º 80GSFC24M0006. C.I.C. agradece el apoyo de la Sede de la NASA mediante un nombramiento en el Programa Postdoctoral de la NASA en el Centro de Vuelo Espacial Goddard, administrado por ORAU mediante un contrato con la NASA. Instalación: JWST - Telescopio Espacial James Webb (NIRSpec PRISM). Software: petitRADTRANS v2.7.7 (P. Mollière et al. 2019), PandExo (N. E. Batalha et al. 2017), POSEIDON (R. J. MacDonald & N. Madhusudhan 2017; R. J. MacDonald 2023).
Cita #
- El estudio JWST-TST DREAMS: Secondary Atmosphere Constraints for the Habitable Zone Planet TRAPPIST-1 e fue publicado en The Astrophysical Journal Letters. Autores: Ana Glidden, Sukrit Ranjan, Sara Seager, Néstor Espinoza, Ryan J. MacDonald, Natalie H. Allen, Caleb I. Cañas, David Grant, Amélie Gressier, Kevin B. Stevenson, Natasha E. Batalha, Nikole K. Lewis, Douglas Long, Hannah R. Wakeford, Lili Alderson, Ryan C. Challener, Knicole Colón, Jingcheng Huang, Zifan Lin, Dana R. Louie, Elijah Mullens, Kristin S. Sotzen, Jeff A. Valenti, Daniel Valentine, Mark Clampin, C. Matt Mountain, Marshall Perrin, and Roeland P. van der Marel
JWST-TST DREAMS: Secondary Atmosphere Constraints for the Habitable Zone Planet TRAPPIST-1 e Ana Glidden, Sukrit Ranjan, Sara Seager, Néstor Espinoza, Ryan J. MacDonald, Natalie H. Allen, Caleb I. Cañas, David Grant, Amélie Gressier, Kevin B. Stevenson, Natasha E. Batalha, Nikole K. Lewis, Douglas Long, Hannah R. Wakeford, Lili Alderson, Ryan C. Challener, Knicole Colón, Jingcheng Huang, Zifan Lin, Dana R. Louie, Elijah Mullens, Kristin S. Sotzen, Jeff A. Valenti, Daniel Valentine, Mark Clampin, C. Matt Mountain, Marshall Perrin, and Roeland P. van der Marel
Published 2025 September 8 • © 2025. The Author(s). Published by the American Astronomical Society. The Astrophysical Journal Letters, Volume 990, Number 2 Citation Ana Glidden et al 2025 ApJL 990 L53 DOI 10.3847/2041-8213/adf62e
- El artículo NASA Webb Looks at Earth-Sized, Habitable-Zone Exoplanet TRAPPIST-1 e fue redactado por NASA Webb Mission Team del Goddard Space Flight Center y publicado en el sitio web de la NASA