TRAPPIST-1h, exoplaneta.

Los astrónomos confirman los detalles orbitales del planeta menos conocido de TRAPPIST-1.
Simulación de TRAPPIST-1h girando alrededor de su estrella .

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

TRAPPIST-1 es sólo del ocho por ciento de la masa de nuestro sol, por lo que es una estrella más fría y menos luminosa, se la define como enana roja de clase espectral M. 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 de una estrella donde el agua líquida podría estar en la superficie de un planeta rocoso. El sistema está situado a unos 40 años luz de distancia en la constelación de Acuario y se estima que tiene entre 3 mil millones y 8 mil millones de años de antigüedad.

El telescopio espacial Spitzer de la NASA, el TRAPPIST (Transiting Planets and Planetesimals Small Telescope) (Pequeño Telescopio de Planetas en Transito y Planetesimales) en Chile y otros telescopios terrestres fueron utilizados 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 TRAPPIST-1h orbita su estrella cada 19 días. A seis millones de millas de su estrella enana fría, TRAPPIST-1h se encuentra más allá del borde exterior de la zona habitable, y es probable que sea demasiado frío para la vida tal y como la conocemos. La cantidad de energía (por unidad de área) que el planeta h recibe de su estrella es comparable a lo que el planeta enano Ceres, localizado en el cinturón de asteroides entre Marte y Júpiter, recibe de nuestro sol.

"Es increíblemente emocionante lo que estamos aprendiendo sobre este sistema planetario en otros lugares, especialmente sobre el planeta h, del que apenas teníamos información hasta ahora", dijo Thomas Zurbuchen, administrador asociado de la Dirección de Misión Científica de la NASA en la Sede en 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 descubrimientos tan fascinantes".

"Realmente me gustó que TRAPPIST-1h esté exactamente donde nuestro equipo predijo que estuviera. Me había preocupado por un tiempo que estábamos viendo lo que realmente queríamos ver, después de todo, las cosas casi nunca son exactamente lo que esperamos que sean en nuestro campo", dijo Rodrigo Luger, estudiante de doctorado en UW en Seattle, y autor principal del estudio publicado en la revista Nature Astronomy. "La naturaleza suele sorprendernos a cada paso, pero, en este caso, la teoría y la observación coincidían perfectamente".
Telescopio Espacial Spitzer de la NASA.
Créditos: NASA/JPL-Caltech.

Resonancia Orbital - Armonía entre Cuerpos Celestiales.
Utilizando los datos anteriores de Spitzer, el equipo reconoció un patrón matemático en la frecuencia con la que cada uno de los seis planetas más internos orbita su estrella. Este patrón complejo pero predecible, llamado resonancia orbital, ocurre cuando los planetas ejercen un tirón gravitacional regular y periódico el uno sobre el otro mientras orbitan su estrella.

Para entender el concepto de resonancia, considere las lunas de Júpiter Io, Europa y Ganímedes, que es la más alejada de las tres. Por cada vez que Ganymede orbita Júpiter, Europa orbita dos veces e Io hace cuatro viajes alrededor del planeta. Esta resonancia de 1: 2: 4 se considera estable y si una luna fue empujada fuera del curso, se auto corregiría y volvería a encerrarse en una órbita estable. Es esta armoniosa influencia entre los siete hermanos TRAPPIST-1 hace que se mantenga el sistema estable.

Estas relaciones, dijo Luger, sugirieron que al estudiar las velocidades orbitales de sus planetas vecinos, los científicos podían predecir la velocidad orbital exacta, y por lo tanto también el período orbital, del planeta h, incluso antes de las observaciones de Kepler. El equipo calculó seis posibles períodos de resonancia para el planeta h que no perjudicarían la estabilidad del sistema, pero sólo uno no fue descartado por datos adicionales. Las otras cinco posibilidades podrían haberse observado en los datos de Spitzer y en tierra recogidos por el equipo TRAPPIST.

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

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

Colaboración web en tiempo real. 
La nave espacial Kepler miró fijamente el remiendo del hogar del cielo al sistema de TRAPPIST-1 del 15 de diciembre de 2016 al 4 de marzo que recogía datos sobre los cambios minúsculos de la estrella en brillo debido a planetas que transitan como parte de su segunda misión, K2. El 8 de marzo, los datos crudos y no calibrados se enviaron a la comunidad científica para iniciar estudios de seguimiento.

El trabajo para confirmar el período orbital de TRAPPIST-1h comenzó de inmediato y científicos de todo el mundo tomaron a las redes sociales para compartir en tiempo real la nueva información recogida sobre el comportamiento de la estrella y su cría de planetas. A las dos horas de la publicación de los datos, el equipo confirmó su predicción de un período orbital de 19 días.

"Tirar resultados de los datos siempre es estimulante, pero fue un raro regalo para ver a científicos de todo el mundo colaborando y compartiendo su progreso en tiempo casi real en las redes sociales al analizar los datos e identificar los tránsitos de TRAPPIST-1h" Dijo 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 que los datos se han puesto en uso ha sido un aspecto particularmente emocionante del enfoque de K2 centrado en la comunidad".

Misión Kepler & K2.
Créditos: NASA/JPL-Caltech.
La cadena de resonancias de siete planetas de TRAPPIST-1 estableció un registro entre los sistemas planetarios conocidos, siendo los anteriores los sistemas Kepler-80 y Kepler-223, cada uno con cuatro planetas resonantes.

El sistema TRAPPIST-1 fue descubierto por primera vez en 2016 por la colaboración TRAPPIST, y se pensaba que sólo tenía tres planetas en ese momento. Se encontraron planetas adicionales con Spitzer y telescopios terrestres. El Telescopio Espacial Hubble de la NASA está siguiendo las observaciones atmosféricas, y el Telescopio Espacial James Webb será capaz de sondear atmósferas potenciales con más detalle.

Ames gestiona las misiones Kepler y K2 para la Dirección de Misiones Científicas de la NASA. El Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California, manejó el desarrollo de misiones 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.

Para obtener más información sobre las misiones Kepler y K2, visite: http://www.nasa.gov/kepler
Para obtener más información sobre el sistema TRAPPIST-1, visite: http://exoplanets.nasa.gov/trappist1

Publicado en NASA el 22 de mayo del 2.017.

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