Descoberts set planetes de grandària terrestre en una estrella pròxima

L’expectació era gran aquest vespre per l’anunciada conferència de premsa de la NASA. Ja sabíem que l’anunci estaria relacionat amb els exoplanetes, planetes situats més enllà del sistema solar. De fet, un dels objectius de l’astronomia del segle XXI és la detecció de planetes tipus Terra. I amb puntualitat, a les 19 h. s’ha donat la gran notícia: el descobriment de set planetes d’una grandària similar al nostre i que giren al voltant de l’estel TRAPPIST-1. La troballa d’aquest sistema de set mons rocosos, tots ells amb possibilitats d’aigua en la superfície, és un pas endavant molt important per la recerca de vida fora de la Terra. El descobriment s’ha publicat en la revista Nature (ací resum).

L’estel TRAPPIST-1 es troba a uns 39 anys llum de distància i la podem trobar a la constel·lació d’Aquarius. És un nan roig, estel que es caracteritza per tindre molt poca massa. Com a conseqüència d’això, en aquests tipus d’estels el ritme de crema de l’hidrogen en el nucli estel·lar és tan lent que s’estima que poden durar més que tota la història de l’univers. Són bastant fredes ja que la temperatura superficial no arriba als 4000 K.

Com ja vaig contar en el cas de Proxima Centauri, també nan roig, i el planeta descobert al seu voltant, un estel tan dèbil i fred presenta molt prop seu la zona d’habitabilitat, regió al voltant de l’estel on l’aigua es pot mantindre líquida. I, de fet, tres dels planetes descoberts cauen dintre d’aquesta zona privilegiada. La vida, tal com la coneixem, necessita aigua líquida per mantenir-se i, aquesta zona és un bon lloc on començar a buscar vida fora de la Terra.

L’equip internacional que ha descobert el nou sistema planetari està liderat per l’astrònom de la Universitat de Lieja (Bèlgica), Michaël Gillon. Des de fa uns anys el seu grup s’ha dedicat a buscar planetes al voltant d’estel nans roigs de poca massa. De fet, aquests estels han estat sistemàticament ignorats ja que la missió Kepler de la NASA, dedicada a buscar exoplanetes, només apunta a estels semblants al Sol, molt més calents.

Aquest astrònom porta endavant la col·laboració TRAPPIST (The Transiting Planets and Planetesimals Small Telescope) que tracta de “caçar” planetes amb un parell de telescopis de 60 cm: un en Marroc, per a l’estudi del cel de l’hemisferi nord i altre en Xile, per al cel de l’hemisferi sud. Per trobar els possibles planetes al voltant d’un estel s’usa el mètode dels trànsits: observar la lleu baixada de lluminositat (menor d’1%)  que produeix el pas d’un planeta per davant del seu estel.

El mes de maig passat l’equip publicà els resultats d’una campanya d’observació sobre l’estel anomenada TRAPPIST-1. S’havien descobert tres planetes al voltant de l’estel. Dos dels planetes, TRAPPIST-1b i TRAPPIST-1c, eren segurs. Tanmateix, respecte al tercer planeta, TRAPPIST-1c, hi havia dubtes, ja que només van poder veure dos senyals del suposat objecte.

Així que, per assegurar-se, van demanar poder utilitzar el Spitzer Space Telescope, un telescopi espacial especialitzat en observar en la banda de l’infraroig. Cal recordar que la dèbil estrella brilla més en aquestes longituds d’ona. Durant 20 dies consecutius varen poder observar el sistema TRAPPIST-1 per caracteritzar finalment el fugitiu planeta. El resultat, però, no va ser el que s’esperava. Realment, sota l’aparença d’un únic planeta se n’amagaven quatre, amb períodes orbitals d’uns 4, 6, 9 i 12 dies. A més, Spitzer va revelar el senyal dèbil d’un altre planeta addicional TRAPPIST-1h. Hi havia, per tant, almenys set planetes al voltant de l’estel.

Comparació del sistema TRAPPIST-1 i el sistema solar interior.

La proximitat dels valors dels períodes orbitals dels sis primers planetes a divisions de nombres enters petits (8/5, 5/3, 3/2, 3/2 i 4/3, respectivament) ens indica que les òrbites dels planetes són ressonants i que, segurament, els planetes es formaren més lluny del seu estel del que estan ara i que posteriorment migraren a les posicions actuals. A més a més, les mesures precises de Spitzer demostren que els planetes interactuen entre ells, i, a més, en estar tan prop de l’estel, hi poden estar lligats per efectes de marea, mostrant-li sempre la mateixa cara, tal com passa amb la Lluna respecte de la Terra. Tindrien d’aquesta manera una rotació síncrona: el període de rotació i de translació de cada planeta serien iguals. Per tant cada cara dels planetes té dia/nit perpetua. Això determinarà el clima d’aquests cossos ja que presentaran vents intensos que bufen de l’hemisferi diürn al nocturn.

En principi la presència d’aigua líquida en el sistema planetari seria possible només per als planetes e, f, g que es troben ben endins de la zona habitable del sistema. Tanmateix els autors de l’article afirmen que la rotació síncrona de tots els planetes seria la causa d’altres configuracions no previstes, com ara l’existència de planetes amb superfícies totalment congelades, amb oceans interiors en la part nocturna, mentre la part diürna, més càlida, tindria una superfície lliure de gels. La possibilitat de vida en aquest tipus de planetes ha estat estudiada. El vídeo mostra una visió artística del possible aspecte d’aquests planetes.

La troballa és realment extraordinària. L’astrofísica  Elisa Quintana, del Goddard Space Flight Center de la NASA i membre de l’equip TRAPPIST comenta: “Tindre aquest sistema de set planetes és realment increïble. Us podeu imaginar la quantitat d’estrelles properes que podrien albergar munts i munts de planetes”

Aquest sistema és un laboratori excel·lent per estudiar l’evolució dels petits planetes com el nostre. A més a més, les seues atmosferes podran ser analitzades fàcilment pels futurs grans telescopis en construcció com l’E-ELT o pel James Webb Space Telescope. Buscar, i potser trobar, traces de vida a través de gasos bio-marcadors com el metà, l’ozó o d’altres serà un repte per a la pròxima dècada.

De tots els mons que hem vist en la ciència ficció, aquests són encara més extraordinaris“, diu Hannah Wakeford, un científic que treballa en exoplanetes a Goddard.

Imatges:

1.- Representació artística dels set planetes descoberts. NASA/JPL-Caltech/R. Hurt, T. Pyle (IPAC).
2.- Els set planetes al voltant de TRAPPIST-1 tal com es veurien des de la Terra amb un telescopi hipotètic de gran potència. NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (IPAC).
3.-  Com seria veure el cel des de la superfície del planeta TRAPPIST-1f. En estar el planeta ancorat per les marees a l’estel, la cara nocturna estarà congelada mentre que la cara diürna tindria aigua líquida. NASA/JPL-Caltech/T. Pyle (IPAC).
4.- Observacions infraroges del  Spitzer Space Telescope del sistema de set planetes que orbiten l’estel TRAPPIST-1. Es veu el canvi de lluminositat quan el planeta passa per davant de l’estel. Aquestes observacions varen permetre determinar molt precisament la grandària, distància a l’estel, la massa i la densitat dels planetes. NASA/JPL-Caltech/M. Gillon (Univ. of Liège, Belgium).
5.- Comparació del sistema de TRAPPIST amb el sistema solar interior. NASA/JPL-Caltech/R. Hurt, T. Pyle (IPAC).
6.- Comparació de les zones habitables del sistema de TRAPPIST amb el sistema solar interior. NASA//JPL-Caltech.
7.- TRAPPIST-1 Planets – Flyaround Animation. NASA/JPL-Caltech.

26 pensaments a “Descoberts set planetes de grandària terrestre en una estrella pròxima

      • El fet de que siguin orbites síncrones vol dir que les diferències climàtiques son extremadament altes, i per tant no aptes per cap classe de vida. Tampoc no sabem quin tipus d’admosfera hi ha, si n’hi ha alguna.

        • És evident que amb planetes amb “acoblament de marea” amb la seua estrella el clima serà molt extrem. Potser en les zones intermèdies s’hi puga desenvolupar algun tipus de vida. I l’atmosfera, si hi ha, pot alleugerir les diferències climàtiques. Però tot és, per ara, només pura especulació.
          Enric

      • Aquest tipus de noticies s’escampen per enlluernar a la gent i obtenir diners pels programes de la NASA. Les dades del TRAPPIST no son concluents. A més, si el tres possibles planetes de la zona “habitable” (per nosaltres), tenen órbites síncrones, els canvis climatics son tan enormes, que impossibilita que hi neixi cap tipus de vida..

  1. Els mitjans de comunicació amaguen que les imatges dels planetes són representacions artístiques i fan creure a molta gent que són imatges reals.

  2. No us perdeu la portada del PuntAvui: “Set Terres a 39 milions d’anys llum”!!!!! Milions!!!! Jajajajajaaaa!!! I recordo que fa uns deu anys, quan lo de Plutó, ElPunt va titular “Els astrolegs decideixen no considerar Plutó un planeta” Els astròlegs!!! Jajaja! Quins megacracks!

  3. A mi el que hem fascina es que trobem 7 planetes “habitables o amb vida” i no siguem capaços de trobar aigua fisica a Mart … Ens queda molt camí encara

  4. Per fi algú que diu “la vida tal i com la coneixem” doncs de vida potser en podria haver en qualsevol planeta si no és la vida com la coneixem que no té perquè ser la única.

  5. Retroenllaç: Nous planetes. Descobriment de la NASA? | Pols d'estels

  6. No sé si us n’heu o se n’han adonat, però aquestes òrbites semblen relacionades amb el nombre phi. No crec que sigui gratuït pel següent: en el fenòmen que du a la formació de planetes a partir del núvol de pols que hi ha entorn de l’estrella en formació, els agregats que acaben convertint-se en planetes són el resultat de la posició més estable, és a dir, de la de menor coincidència entre ells. Si coincidissin interactuarien i de la interacció en vindria una afectació. De mode que al final el que queda és l’interval en el que menys coincideixen: es formen a distàncies diferents en tamanys diferents i amb prou distància entre ells com per a afectar-se poc entre ells. I això sembla que inclou les òrbites.
    La serie de Fibonacci és 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, etc.
    Als períodes orbitals d’aquets planetes trobem, com diu el portal Vilaweb citant l’astrofísic de l’Institut de Ciències de l’Espau Ignasi Ribas que :‘De cada vuit voltes que fa el planeta més pròxim a l’estrella, el següent més pròxim en fa cinc; de cada cinc voltes que fa aquest planeta, el següent en fa tres; de cada tres d’aquest, el següent dues… Aquest fenomen ens pot ajudar molt a entendre com es formen els planetes i quina dinàmica segueixen un cop s’han format,”
    És a dir: 8, 5, 3, 2..
    També les plantes “utilitzen” Phi a la forma que tenen de distribuir les fulles i els pètals, a les branques i les flors. Ho veiem desde les cols o les carxoferes fins a les branques de molts arbres. Perquè? Per què Phi, nombre irracional, s’expressa amb aquests quebrats:
    Phi és >1 però 3/2, 8/5, 21/13, <34/21, etc , que trobem a la serie de Fibonacci i que, sobre la base d'un nombre irracional, fan que no hi hagi repeticions en les òrbites i que per tant no hi hagi interaccions entre els planetes.
    Aquí l'explicació del nombre phi en el cas de les plantes:
    https://www.khanacademy.org/math/math-for-fun-and-glory/vi-hart/spirals-fibonacci/v/doodling-in-math-class-spirals-fibonacci-and-being-a-plant-2-of-3

    Per això sembla que trobem Phi, la qual cosa és lògica, en la distribució dels períodes orbitals dels planetes de Trappist1. Seguint la hipòtesi, si hi hagués un planeta més petit i proper a l'estrella faria 13 voltes per cada 8 que fa Trappist b.
    Que aquests períodes orbitals semblin seguir la proporció àuria trobo per tant que és lògic i que és molt interessant. Suposo que ja se n'havien adonat, d'això.

    Sóc llicenciat en Belles Arts, Llicenciat en història, Graduat en conservació restauració i arqueòleg. Aquest any precisament he explicat als meus alumnes de plàstica a la ESO (una mica a pesar seu) la proporció àuria.

    • Hi ha hagut un error. la frase original deia: “Phi és
      més gran que 1 però més petit que 2, més gran que 3/2, més petit que 5/3 , més gran que 8/5, més petit que 13/8, més gran que 21/13, més petit que 34/21, etc”
      En haver utilitzat els signes > < sembla que hi ha hagut un error. Després no he pogut editar el missatge un cop enviat.
      Si es pogués corregir d'alguna manera abans de publicar-ho..

      • “La proximitat dels valors dels períodes orbitals dels sis primers planetes a divisions de nombres enters petits (8/5, 5/3, 3/2, 3/2 i 4/3, respectivament)”
        Si prenem les òrbites dels planetes que fan 3/2 com a unitat de referència, el que fa 5/3 faria 3/2 sobre aquesta unitat, i el que fa 8/5 faria 5/3 sobre aquesta unitat. El que fa 4/3 faria menys d’una volta (0) sobre aquesta unitat de referència.
        Convertint el 3/2 en 1 (2/1=1), tindríem 1,1,2,3 (1/0, 2/1, 3/2, 5/3..).
        Si les plantes van arribar naturalment a que usant els quebrats d’un número irracional evitaven que coincidissin mai dos pètals en una mateixa posició tapant-se el sol, les freqüències de les òrbites d’aquests planetes també haurien arribat naturalment a la mateixa distribució. Però com he dit abans no sóc astrònom ni matemàtic. Com ho veu?

      • El mecanisme que l’hauria causada hauria estat la física: dos òrbites s’interfereixen fins que no poden interferir-se més. Aleshores queden allà estabilitzades. Això passa quan no hi ha coincidències entre elles i per tant no s’afecten. De la mateixa manera que dos pètals no apareixen mai l’un sota l’altra taptant-se el sol, els planetes haurien estat orbitant afectant-se entre ells fins que es van deixar d’interferir, encaixant-se en una freqüència establerta sobre els quebrats d’un nombre irracional. Phi és un nombre irracional que es pot expressar en quebrats de nombres naturals sencers. Per això el trobem a la proporcio àuria i a la natura. I crec que es troba aquí.
        No només coincidiria la sèrie, a més seria lògic pensar que, sense una afectació externa, la posició natural a què haurien d’arribar és precisament aquesta.
        Si realment fos així seriviria a més per predir on poden estar altres cossos que no han pogut ser detectats.
        Però potser m’equivoco, és clar.
        Gràcies per respondre. I perdó pels errors. En escriure amb signes matemàtics, la web es devia pensar que era codi html.

  7. Retroenllaç: Set planetes com el nostre | Institut Secretari Coloma

Deixa un comentari

L'adreça electrònica no es publicarà. Els camps necessaris estan marcats amb *