Los astrónomos confirman detalles orbitales del TRAPPIST-1 h

El concepto de este artista muestra al TRAPPIST-1h, uno de los siete planetas del tamaño de la tierra en el sistema planetario de los TRAPPIST-1. La nave espacial Kepler de la NASA, que opera en su misión K2, obtuvo datos que permitieron a los científicos determinar que el período orbital de trampero-1 h es de 19 días. Crédito: NASA/JPL-Caltech

Los científicos que usaban el telescopio espacial Kepler de la NASA identificaron un patrón regular en las órbitas de los planetas en el sistema de TRAPPIST-1h que confirmó los presuntos detalles sobre la órbita de su planeta más exterior y menos entendido, TRAPPIST-1.

El TRAPPIST-1h es sólo el ocho por ciento de la masa de nuestro Sol, por lo que es una estrella más fresca y menos luminosa. Es el hogar de siete planetas del tamaño de la Tierra, tres de los cuales orbitan en la zona habitable de su estrella, el rango de Distancias desde una estrella donde el agua líquida podría agruparse en la superficie de un planeta rocoso. El sistema se encuentra a unos 40 años luz de distancia en la constelación de acuario. La estrella se estima para ser entre 3.000.000.000 y 8.000.000.000 años de edad.

Los científicos anunciaron que el sistema tiene siete planetas del tamaño de la tierra en una conferencia de prensa de la NASA el 22 de febrero. El telescopio espacial Spitzer de la NASA, el TRAPPIST-1h (planetas en tránsito y pequeño telescopio planetesimales) en Chile y otros telescopios terrestres fueron usados para detectar y caracterizar los planetas. Pero la colaboración sólo tenía una estimación para el período de TRAPPIST-1h

Los astrónomos de la Universidad de Washington han utilizado datos de la nave espacial Kepler para confirmar que el TRAPPIST-1h  orbita su estrella cada 19 días. A 6.000.000 millas de su estrella enana fresca,TRAPPIST-1h   está situado más allá del borde exterior de la zona habitable, y es probablemente demasiado frío para la vida como la conocemos. La cantidad de energía (por área de unidad) que el planeta h recibe de su estrella es comparable a lo que el planeta enano Ceres, ubicado en el cinturón de asteroides entre Marte y Júpiter, obtiene de nuestro Sol.

"es increíblemente emocionante que estemos aprendiendo más acerca de este sistema planetario en otros lugares, especialmente sobre el planeta h, que apenas teníamos información hasta ahora", dijo Thomas Zurbuchen, administrador asociado de la dirección de la misión científica de la NASA en la sede de Washington. "este hallazgo es un gran ejemplo de cómo la comunidad científica está desatando el poder de los datos complementarios de nuestras diferentes misiones para hacer tales descubrimientos fascinantes".

"realmente me agradó que el TRAPPIST-1h    fuera exactamente donde nuestro equipo lo predijo." Me había preocupado por un tiempo que estábamos viendo lo que queríamos ver-después de todo, las cosas casi nunca son exactamente lo que usted espera que sean en este campo ", dijo Rodrigo Luger, estudiante de doctorado en la UW en Seattle, y autor principal del estudio publicado en la revista Nature Astronomía. "la naturaleza nos sorprende a cada turno, pero, en este caso, la teoría y la observación coinciden perfectamente".

Resonancia orbital-armonía entre cuerpos celestes

Usando los datos anteriores de Spitzer, el equipo reconoció un patrón matemático en la frecuencia en la cual cada uno de los seis planetas más íntimos orbita su estrella. Este patrón complejo pero predecible, llamado resonancia orbital, ocurre cuando los planetas ejercen un tirón gravitacional regular y periódico entre sí mientras orbitan su estrella.

Para entender el concepto de resonancia, considere las lunas de Júpiter IO, Europa y Ganímedes, que es la más lejana de las tres. Por cada vez que Ganímedes orbita Júpiter, Europa orbita dos veces y IO hace cuatro viajes alrededor del planeta. Esta resonancia 1:2:4 se considera estable y si una luna fuera empujada fuera de curso, se autocorrige y se bloquea de nuevo en una órbita estable. Es esta influencia armoniosa entre los siete hermanos TRAPPIST-1h   que mantiene el sistema estable.

Estas relaciones, dijo Luger, sugirió que estudiando las velocidades orbitales de sus planetas vecinos, los científicos podrían predecir la velocidad orbital exacta, y por lo tanto también período orbital, del planeta h, incluso antes de las observaciones de Kepler. El equipo calculó seis posibles períodos resonantes para el planeta h que no perturbarían la estabilidad del sistema, pero sólo uno no fue descartado por datos adicionales. Las otras cinco posibilidades podrían haberse observado en el Spitzer y en los datos terrestres recolectados por el equipo TRAPPIST-1h .

"Todo esto", dijo Luger, "indica que estas relaciones orbitales fueron forjadas a principios de la vida del sistema TRAPPIST-1, durante el proceso de formación del planeta".

"la estructura resonante no es casualidad, y apunta a una interesante historia dinámica en la que los planetas probablemente emigraron hacia adentro en el paso de la cerradura", dijo Luger. "Esto hace del sistema un gran laboratorio para la formación de planetas y teorías migratorias."

Colaboración en tiempo real en todo el mundo

La nave espacial Kepler se quedó mirando el parche de Sky Home al sistema  desde el 15 de diciembre de 2016, hasta el 4 de marzo de 2017. recopilación de datos sobre los minúsculos cambios de brillo de la estrella debido a los planetas en tránsito como parte de su segunda misión, K2. El 8 de marzo, los datos crudos no calibrados fueron liberados a la comunidad científica para iniciar estudios de seguimiento.

El trabajo para confirmar el período orbital 1h's comenzó inmediatamente, y los científicos de todo el mundo llevaron a los medios sociales a compartir en tiempo real la nueva información recopilada sobre el comportamiento de la estrella y su cría de planetas. Dentro de dos horas de la liberación de datos, el equipo confirmó su predicción de un período orbital de 19 días.

"Sacar los resultados de los datos siempre es estimulante, pero fue una delicia ver a los científicos de todo el mundo colaborar y compartir sus progresos en tiempo casi real en los medios sociales mientras analizaban los datos e identificaron los tránsitos de TRAPPIST-1 h", Said Jessie Dotson, científica del proyecto para la misión K2 en el centro de investigación Ames de la NASA en el Silicon Valley de California. "la creatividad y la conveniencia por la cual los datos han sido puestos a su uso ha sido un aspecto particularmente emocionante de K2 enfoque centrado en la comunidad".

La cadena de resonancias de siete planetas del TRAPPIST-1 estableció un registro entre los sistemas planetarios conocidos, siendo los titulares anteriores los sistemas Kepler-80 y Kepler-223, cada uno con cuatro planetas resonantes.

El sistema de TRAPPIST-1  fue descubierto por primera vez en 2016 por la colaboración trapense, y se pensó que tenía sólo tres planetas en ese momento. Planetas adicionales fueron encontrados con Spitzer y telescopios terrestres. El telescopio espacial Hubble de la NASA está siguiendo las observaciones atmosféricas, y el telescopio espacial James Webb podrá sondear posibles atmósferas con más detalle.

Ames dirige las misiones Kepler y K2 para la dirección de misión científica de la NASA. El laboratorio de propulsión de jet de la NASA en Pasadena, California, dirigió el desarrollo de la misión Kepler. Ball Aerospace & Technologies Corp. opera el sistema de vuelo con el apoyo del laboratorio de física atmosférica y espacial de la Universidad de Colorado en Boulder.

Elizabeth Landau
Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Calif.
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elizabeth.landau@jpl.nasa.gov

Michele Johnson
Ames Research Center, Moffett Field, Calif.
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Written by Michele Johnson

Traducción: El Quelonio Volador