El telescopio espacial Spitzer de la NASA ha revelado el primer sistema conocido de siete planetas del tamaño de la Tierra alrededor de una única estrellas. Tres de estos planetas se encuentran firmemente localizados en la zona habitable, el área alrededor de la estrella anfitriona en la que es más probable que un planeta rocoso tenga agua.
El descubrimiento establece un nuevo récord sobre el mayor número de planetas en zona habitable hallados alrededor de una sola estrella fuera de nuestro sistema solar. Todos estos siete planetas podrían tener agua líquida, clave para la vida tal y como la conocemos, bajo las condiciones atmosféricas correctas, pero las posibilidades son mayores al ser tres los planetas en la zona habitable.
“El descubrimiento podría suponer una pieza significativa en el puzzle del hallazgo de entornos habitables, lugares que dan lugar a la vida”, dijo Thomas Zurbuchen, administrador asociado de la Dirección de Misiones Científicas de la agencia espacial en Washington. “Responder a la pregunta de si estamos solos es un gran prioridad científica y encontrar tantos planetas como estos por primera vez en la zona habitable es un gran paso hacia ese objetivo”.
Hallado un tesoro escondido de planetas
A unos 40 años luz de distancia de la Tierra, el sistema de planetas se encuentra relativamente cerca de nosotros, en la constelación de Acuario. Debido a que están situados fuera de nuestro sistema solar, estos planetas son conocidos científicamente como exoplanetas.
Este sistema de exoplanetas se llama TRAPPIST-1, nombrado así por las siglas del Pequeño Telescopio para Planetas en Tránsito y Planetesimales de Chile (Transiting Planets and Planetesimals Small Telescope). En mayo de 2016, investigadores utilizando el TRAPPIST anunciaron que habían descubierto tres planetas en el sistema. Apoyados por varios telescopios basados en tierra, incluyendo el VLT (Very Large Telescope) del Observatorio Europeo del Sur, el Spitzer confirmó la existencia de dos de estos planetas y descubrió cinco más, incrementando el número de planetas conocidos en el sistema a siete. 
Los nuevos resultados se publicaron el pasado miércoles en la revista Nature, y fueron anunciados en una conferencia de prensa en el cuartel general de la NASA en Washington.
Utilizando datos del Spitzer, el equipo pudo medir con precisión los tamaños de los siete planetas y desarrolló las primeras estimaciones de masa de seis de ellos, lo que permite calcular su densidad.
Basándonos en sus densidades, es muy probable que todos los planetas de TRAPPIST-1 sean rocosos. Observaciones futuras no solo ayudarán a determinar si son ricos en agua, sino que también, posiblemente, revelarán si alguno pudiera tener agua en su superficie. La masa del séptimo y más lejano planeta aún no ha sido estimada, los científicos creen que podría tratarse de un mundo helado, del tipo bola-de-nieve, pero se necesitan más observaciones.
“Las siete maravillas de TRAPPIST-1 son los primeros planetas del tamaño de la Tierra que hemos encontrado orbitando a este tipo de estrella”, dijo Michael Gillon, autor principal del trabajo e investigador principal del estudio de exoplanetas TRAPPIST en la Universidad de Lieja, en Bélgica. “También es por el momento el mejor blanco para el estudio de las atmósferas de planetas potencialmente habitables del tamaño de la Tierra”.
A diferencia de nuestro Sol, la estrella TRAPPIST-1 es tan fría que el agua líquida podría sobrevivir en planetas que la orbitaran muy cerca, más cerca de lo que es posible en los planetas de nuestro sistema solar. Las siete órbitas planetarias de TRAPPIST-1 se encuentran más cerca de su estrella anfitriona de lo que Mercurio está de nuestro Sol. Los planetas también están muy cerca los unos de los otros. Si una persona estuviera de pie en la superficie de uno de los planetas, podría levantar la vista y ver potencialmente características geológicas o nubes de planetas vecinos, que en ocasiones aparecerían más grandes que la Luna en el cielo de la Tierra.
Puede que los planetas también estén gravitatoriamente fijados a su estrella, lo que significa que la misma cara del planeta se encuentra siempre de cara a la estrella y por lo tanto en cada cara es perpetuamente de día o de noche. Esto podría querer decir que tienen patrones de tiempo totalmente distintos a los de la Tierra, como fuertes vientos soplando desde la cara de día a la de la noche y cambios de temperatura extremos.
Spitzer, un telescopio infrarrojo que sigue el rastro de la Tierra en su órbita al Sol, fue muy apropiado para el estudio de TRAPPIST-1 ya que la estrella resplandece con más brillo en luz infrarroja, cuyas longitudes de onda son más largas de las que el ojo humano puede ver. En otoño de 2016 el Spitzer observó TRAPPIST-1 casi continuamente durante 500 horas. Se encuentra en una posición privilegiada en su órbita para observar suficientes tránsitos (o cruces) de planetas frente a su estrella anfitriona, para revelar la compleja arquitectura del sistema. Los ingenieros optimizaron la capacidad de Spitzer para observar planetas en tránsito durante su “misión caliente”, que comenzó después de que la nave se quedara sin refrigerante tras cinco años de operaciones.
“Este es el resultado más emocionante que he visto en 14 años de operaciones del Spitzer”, dijo Sean Carey, gerente del Spitzer Science Center de la NASA en Caltech/IPAC en Pasadena, California. “El Spitzer continuará en otoño puliendo nuestro conocimiento sobre estos planetas para que el telescopio espacial James Webb pueda seguir con ello. Seguro que más observaciones del sistema revelarán más secretos”.
Tras el descubrimiento del Spitzer, el telescopio espacial Hubble de la NASA ha comenzado el escrutinio de cuatro de los planetas, incluyendo a los tres de la zona habitable. Estas observaciones tienen por objeto evaluar la presencia de atmósferas esponjosas, dominadas por hidrógeno, típicas de planetas gaseosos como Neptuno, alrededor de estos planetas.
En la superficie del planeta TRAPPIST-1d
En mayo de 2016, el equipo del Hubble observó los planetas más internos y no halló evidencia de tales atmósferas esponjosas. Esto fortaleció el argumento de que los planetas más cercanos a la estrella son de naturaleza rocosa.
“El sistema TRAPPIST-1 proporciona una de las mejores oportunidades en la próxima década para el estudio de las atmósferas alrededor de planetas del tamaño de la Tierra”, dijo Nikole Lewis, co-líder del estudio del Hubble y astrónoma en el Space Telescope Science Institute en Baltimore, Maryland. El telescopio espacial Kepler de la NASA también se halla estudiando el sistema TRAPPIST-1, realizando medidas de los minúsculos cambios en el brillo de la estrella debido al tránsito de los planetas. Las observaciones de la nave permitirán a los astrónomos refinar las propiedades de los planetas conocidos, así como la búsqueda de planetas adicionales en el sistema. Estas observaciones finalizarán a principios de marzo y estarán disponibles en los archivos públicos de NASA.
Spitzer, Hubble y Kepler ayudarán a los astrónomos a planear estudios posteriores utilizando el próximo telescopio espacial James Webb de la NASA, que se lanzará en 2018. Con una sensibilidad mucho mayor, el Webb será capaz de detectar las huellas químicas del agua, metano, oxígeno, ozono y otros componentes de la atmósfera de un planeta. El Webb también analizará la temperatura de los planetas y las presiones en superficie, factores clave en determinar su habitabilidad.