Ciencia y ficción (I): Sistema estelar TRAPPIST-1


Se hacía extrañar un artículo de ciencia pura, ¿verdad? ¿Cómo? ¿Qué nunca hablamos de teoría científica en esta web? Ah sí, ya recuerdo; el artículo sobre naves generacionales se aloja en el blog de Marimar Gonzalez Gómez.

Si estuviste atento al correo que envié a mi lista de suscriptores, te habrás enterado que escribí un cuento corto de ciencia ficción para un concurso de Wattpad (red social en la que soy muy activo, ya sabes) y que, a raspones, me colé entre los finalistas. La consigna era sencilla: una historia que relate la aventura de un grupo de astronautas que llegan en misión al sistema estelar Trappist 1

Seguro que tú ya sabes, y muy bien, casi todo lo referente a este diminuto punto del espacio que apareció en todas las noticias científicas en su momento; Por mi parte, yo apenas y lo escuché de pasada en uno de los canales de divulgación que te recomendé hace algunas semanas. 

Es por esa razón que durante las fechas que siguieron a la publicación del concurso me tomé mi tiempo para estudiar e investigar a fondo este sistema enano. De lo que me enteré es de lo que tratará la entrada de esta semana, así que imaginemos que no sabes nada al respecto y que te interesa lo que estás a punto de aprender.

Sistema estelar TRAPPIST-1: El descubrimiento

Nuestra historia comienza hace aproximadamente 39 años, cuando una enana roja ubicada en la constelación de Acuario denominada 2MASS J23062928-0502285 (Trappist 1, para los amigos) emitió el brillo que casi cuatro décadas después descubrirían los científicos de muchas nacionalidades, gracias a un telescopio que luego le prestaría el nombre a dicha estrella (cuyas siglas significan "Telescopio Pequeño para Planetas y Planetesimales en Tránsito").

Claro que del objeto estelar ya era conocido (porque, obviamente, se ven muchas de esas en el cielo en el cielo), pero no era de interés académico hasta que, después de muchos meses de estudio, se descubrieron 7 exoplanetas circulando a su alrededor, en un diametro máximo inferior a la órbita de nuestro bienamado Mercurio.

Pero, ¿cómo se descubren siete objetos celestes que no pueden ser observados por los telescópios más sofísticados? Existen muchísimos métodos, pero el más utilizado es el transito fotométrico.

No te explicaré con detalle en que consiste este procedimiento, porque a pesar de parecer "sencillo" en teoría, no me siento en la capacidad de esclarecer todas tus dudas; en cambio, te pondré un ejemplo con el que seguro me entenderás: Imagina que te encuentras en la superficie de Marte. En tu espectro visible verás a la Tierra y a la Luna con bastante detalle (si no puedes imaginartelo, entra a este enlace y obsérvalo por ti mismo). Si te quedas el tiempo suficiente, en un determinado momento verás al sol oscurecerse por el paso de la Tierra frente a él, un eclipse. Eso es el tránsito planetario, y gracias a esa variación los científicos pueden identificar nuevos planetas; de hecho, es el método más empleado en la actualidad.

Animación del transito fotométrico
Ya que explicamos esto, volvamos a nuestro tema de interés. para mayo del 2016, los astrónomos anunciaron en la revista Nature el descubrimiento de tres exoplanetas girando alrededor de esta enana roja, y varios meses después anunciaron cuatro nuevos mundos; es aquí donde comienza lo bueno pues, todos ellos tienen un tamaño y dimensiones similares a nuestro moribundo hogar, esto los pone como buenos candidatos para la colonización espacial.

El salón del baile: Sistema estelar TRAPPIST-1a

TRAPPIST-1a: La estrella del lugar

Pero claro, no podemos lanzarnos al descubrimiento de planetas si antes no conocemos la fuerza que las sostiene y aprisiona (ya luego verás por qué).

Lo primero que deberíamos decir al respecto es su tamaño. Trappist-1a
es bastante más pequeño que nuestro astro rey y tiene menos de la mitad de su potencia. De echo, su tamaño es apenas superior al de nuestro júpiter; su radio es el 12% del radio del sol, una temperatura superficial de 2300 °C, una nada comparado a los 5500 °C de nuestra estrella. Esto hace que su esperanza de vida sea mucho mayor que muchos otros sucedáneos; el tiempo de vida de una estrella es inversamente proporcional a la materia que posee.

Comparación entre TRAPPIST-1a y el Sol.

Esto no solo hace imposible la observación directa desde la tierra, sino que obliga a los planetas a permanecer lo bastante apretados, lo que le da la denominación de "sistema estelar de bolsillo". Como ya mencionamos antes, toda la circunferencia del conjunto de cuerpos celestes entra con facilidad en la órbita de Mercurio.

Estas características hacen a TRAPPIST-1a una enana ultra fría de tipo espectral M8V, lo que en términos sencillos corresponde a una enana roja.

Contrario a lo que se suele pensar, estas estrellas son bastante corrientes en nuestro vecindario; algunas de ellas están acompañadas por otras enanas, formando sistemas binarios cuya radiación hace de la vida un reto continuo; sin embargo, muchas están acompañadas por planetas de los tamaños más diversos, pero todos ellos a distancias muy cercanas a su fuente de luz. Así pues, el año más largo, que le corresponde al componente H, es de apenas 18 días.

Esta cercanía ejerce una gran dificultad para la vida en todos los mundos que giran alrededor de su estrella. El más importante de todos es el acoplamiento de mareas. ¿Qué significa esto? Que la misma cara de los planetas está siempre expuesta al sol y que la otra está siempre oculta; que no gira, por lo que hablar de "días" sería un poco extraño. Es un fenómeno similar al que ocurre en la luna: siempre observamos el mismo rostro y los mismos mares, mientras que el otro lado, bastante más plano que su contraparte, está oculto a nuestros ojos.

Los invitados al baile: Planetas que giran alrededor de TRAPPIST-1a

Representación artística de los planetas en comparación con los del sistema solar

TRAPPIST-1b

Una de las desventajas de los descubrimientos por tránsito fotométrico es que, a pesar de obtener datos muy precisos en algunos casos, en variables como la masa se pueden obtener rangos muy dispares; el componente B, por ejemplo, podría ir desde los 0.13 masas terrestres hasta los 1.57, aunque es bastante probable que sea de 0.86.

Su temperatura superficial es de 127 °C y la cantidad de energía recibida es 4.25 veces superior al de nuestra Tierra; esto lo hace un mal candidato para albergar vida, al menos como la conocemos. Se toma 1 día y medio terrestre en dar la vuelta a su sol.

TRAPPIST-1c

Es un caso muy similar al de su hermano más cercano, aunque su masa promedio es un 30% superior al de la Tierra y recibe "solo" el doble de la energía estelal. Tiene una temperatura de 69 °C, por lo que podría albergar agua en estado líquido.

TRAPPIST-1d

Aquí es dónde comienza lo bueno, y lo que nos hace mirar con esperanza hacia las estrellas. A pesar de aun no estar, al menos en teoría, en la zona de habitabilidad, las condiciones físicas que presenta lo pueden hacer uno de los primeros candidatos viables a un colonización espacial. Con un periodo traslación de cuatro días y una insolación similar a la que recibimos de nuestro sol, la temperatura de equilibrio alcanza unos agradables 15°C.

Pero, por supuesto, siempre hay un pero. La masa del cuerpo es menor a la mitad que la de nuestra tierra, lo que significa también la mitad de gravedad; y cuando hay menos gravedad también hay pérdida de masa muscular y descalsificación.

TRAPPIST-1e

Entramos en la zona de habitabilidad, y debo explicarte que cosa es eso y que implicaciones tiene.

En términos simples, es una región del espacio alrededor de una estrella en la que confluyen características que permiten el nacimiento o desarrollo de la vida tal y como la conocemos. Esas "especificaciones" son simples: un flujo de radiación que permita la presencia de agua líquida, una masa de entre 0.5 y 10 tierras y una presión superior a la de 6.1 mbar.

Así pues, TRAPPIST 1-e se destaca de entre todos ellos por ser una confluencia casi perfecta de todos los factores antes descritos. En primer lugar, su masa es 0.68 tierras, aunque podría alcanzar las 1.26. La radiación es similar a 2/3 del sol y su temperatura es de -22 °C.

El resto de los invitados: TRAPPIST 1- f, g y h

Te habrás dado cuenta que los siete exoplanetas comparten similares características y que, si somos optimistas, todos podrían contener agua líquida. A medida que se alejan de su estrella, la radiación y las temperaturas (como es de esperarse) se reducen hasta los -106 °C en TRAPPIST 1-h. Sus masas son generalmente invariables.

Una oportunidad para la vida: ¿Podemos viajar y colonizar TRAPPIST-1?

Es la pregunta del millón, por la que seguramente leíste todo este artículo. No la tengo.

Aunque cuarenta años luz parece muy poco, es una distancia muchísimo más larga de la que actualmente podemos recorrer. El artefacto humado más veloz del que se tiene conocimiento en la actualidad es la sonda espacial Juno, quien, en su maniobra orbital alrededor de Júpiter en Julio del 2016, alcanzó la velocidad de 266 540 Km/h. ¿Te parece mucho? Es apenas el 0.02% de la velocidad de la luz. Si a eso le sumamos que dicho aparato no está preparado para transportar pasajeros, nuestra situación se complica.

Sonda espacial Juno en su etapa de ensamblaje
Pero imaginemos que, en un futuro no muy lejano, descubrimos la capacidad de alcanzar velocidades más allá de nuestra comprensión e impulsar masas superiores a las nunca antes impulsadas. ¿A quién deberíamos enviar? Un viaje de cuarenta años a gravedad 0 mermaría la capacidad física de cualquier astronauta, por muchos esfuerzos que se realicen para evitarlo.

Pero vayamos más allá, al plano de la ciencia ficción.

Logramos llegar a nuestro destino en perfectas condiciones y en el tiempo previsto. ¿Dónde se desarrollaría la vida?

Ya te comenté que el sistema por completo tiene siempre un hemisferio expuesto a su estrella y el otro en la más eterna oscuridad. Eso significaría que, en caso de no tener atmósfera, la vida se limitaría a las franjas crepusculares, entre el perpetuo día y la perpetua noche.

Pero la naturaleza es sabia y casi siempre sabe lo que hace. Existen otras formas de llevar el calor hacia las zonas más oscuras. Una de ellas da mucha ilusión:
  • Al presentar órbitas de resonancia cercana, la probabilidad de que exista agua es mayor; tal vez en océanos que distribuyan la energía de la estrella por todo el sistema.
  • En caso de presentar atmósfera, se generarían potentes corrientes de aire que dispersarían el calor. Esta perspectiva es menos alentadora; la velocidad de dichos vientos impediría el desarrollo continuo de actividades al "aire" libre.
Sin embargo, calor no sería ni de lejos el peor de nuestros problemas. Nuestro organismo está inteligentemente adecuado para la vida en la tierra y los requisitos para la supervivencia espacial van más allá de una presión o temperatura. Para empezar, una ligera variación en la concentración del oxígeno (alrededor de 0.5% menos al actual) nos produciría mareos, y niveles menores significarían problemas como la hipoxia cerebral.

¿Y si no hay atmósfera? Podríamos crearla, al menos en los planetas más exteriores. ¿Y si no hay campo magnético? Con los vientos solares, una cubierta de aire no duraría más allá de unos cientos de años.

Imaginemos que logramos solucionar esas dificultades técnicas y vayamos a temas que me parece mucho más importantes.

Vayamos al terreno de la ética. Si tuviesemos todas las armas y el conocimiento para terraformar el sistema, llegamos, y encontramos vida diferente a la nuestra ¿estaríamos dispuestos a extingir una especie (que, como nosotros, no podría subsistir si le alteraran su medio natural) solo por nuestra subsistencia? ¿Sería moralmente correcto? ¿Cómo reaccionarían dichos seres, sean o no inteligentes? ¿Estamos realmente capacitados a convivir en armonía con algo que escapa de nuestra comprensión? Vivimos en pleno siglo XXI y mucha gente muere cada día por discusiones políticas, religiosas o xenófobas; por un injustificado sentido de superioridad exterminamos especies y asesinamos a nuestros hermanos, ¿somos capaces de establecer una relación armoniosa un nuevo entorno aun sin proteger el nuestro? ¿O sería como un segundo descubrimiento de América (con todas atrocidades que ello implica)?

En fin, son preguntas sin respuesta, que atormentaron y atormentan a científicos y filosófos desde que aprendimos a levantar la cabeza y empezamos a mirar con añoranza a las estrellas.



Y eso da por terminada la entrada de hoy. Supongo que no puedo vivir sin filosofar :)

Este 2018 es un buen año para mí, y seguramente también lo es para ti. Es un buen año para soñar, para reír y sobre todo para escribir. Disfrútalo.

Como con cada artículo, te invito a suscribirte a mi lista de correo, envío artículos e información interesante sobre como avanzo en mis proyectos y alguna que otra técnica de procrastinación.

Y tú, ¿Conocías este sistema? ¿Has planeado escribir algo sobre ella?

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1 comentarios

  1. Muy interesante, Antonio. Seguí el descubrimiento de cerca a través de blogs de astronomía. Muchas veces me pregunto si serán las grandes distancias las que no permiten la interacción entre supuestas civilizaciones existentes, y la propia expansión de cada una. Como consecuencia toda extinción vendría dada en última instancia por un desastre cósmico (como el previsible choque con la galaxia Andrómeda). Estoy en MODO ESPECULACIÓN INFINITA :)

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