TRAPPIST-1e

TRAPPIST-1e fue detectado con el método de tránsito , donde el planeta bloqueó un pequeño porcentaje de la luz de su estrella anfitriona al pasar entre ella y la Tierra. Esto permitió a los científicos determinar con precisión el radio del planeta en0,920 R _🜨  , con una pequeña incertidumbre de unos 83 km (52 ​​mi) . Las variaciones en el tiempo de tránsito y las simulaciones informáticas avanzadas ayudaron a limitar la masa del planeta, que resultó ser  0,692 M _🜨  , o aproximadamente un 15% menos masivo que Venus . ^{[ 2 ]} TRAPPIST-1e tiene el 82% de la gravedad superficial de la Tierra, la tercera más baja del sistema. Su radio y masa también son los terceros más bajos entre los planetas de TRAPPIST-1. ^{[ 2 ]}

Con el radio y la masa de TRAPPIST-1e determinados con bajos márgenes de error, los científicos pudieron calcular con precisión la densidad , la gravedad superficial y la composición del planeta. Las estimaciones iniciales de densidad en 2018 sugirieron que tiene una densidad de 5,65  g/cm³ ^, aproximadamente 1,024  veces la densidad de la Tierra de 5,51 g/cm³ ^. TRAPPIST-1e parecía ser inusual en su sistema, ya que era el único planeta con una densidad consistente con una composición de roca- hierro pura , y el único con una densidad mayor que la de la Tierra ( TRAPPIST-1c también parecía ser completamente rocoso, pero con una densidad menor que TRAPPIST-1e). La mayor densidad de TRAPPIST-1e implica una composición similar a la de la Tierra y una superficie rocosa sólida. Esto también parecía ser inusual entre los planetas TRAPPIST-1, ya que se pensaba que la mayoría tenían densidades consistentes con estar completamente cubiertos por una atmósfera densa de vapor/ CO₂ _caliente , un océano líquido global o una capa de hielo. ^{[ 3 ]} Sin embargo, estimaciones más precisas muestran que todos los planetas del sistema tienen densidades similares, consistentes con composiciones rocosas, y TRAPPIST-1e tiene una densidad aparente algo menor, pero aún similar a la de la Tierra. ^{[ 2 ]}

El planeta tiene una temperatura de equilibrio calculada de 246,1 K (−27,1 °C ; −16,7 °F ) dado un albedo de 0, también conocido como su temperatura de "cuerpo negro". ^{[ 10 ]} Sin embargo, para un albedo más realista similar al de la Tierra , esto proporciona una imagen irreal de la temperatura superficial del planeta. La temperatura de equilibrio de la Tierra es de 255 K; ^{[ 14 ]} son ​​los gases de efecto invernadero de la Tierra los que elevan sus temperaturas superficiales a los niveles que experimentamos. Si TRAPPIST-1e tiene una atmósfera densa, su superficie podría ser mucho más cálida que su temperatura de equilibrio.    

El planeta orbita una estrella enana ultrafría ( _de tipo M tardío ) llamada TRAPPIST-1 . La estrella tiene una masa de 0,089 M☉ —cerca del límite entre una enana marrón y una estrella de baja masa— y un radio de 0,121 R☉ _. Tiene una temperatura de 2516 K (2243 °C; 4069 °F) y tiene 7600 millones de años. En comparación, el Sol tiene 4600 millones de años ^{[ 15 ]} y una temperatura de 5778 K (5505 °C; 9941 °F) . ^{[ 16 ]} La estrella es rica en metales, con una metalicidad ([Fe/H]) de 0,04, o el 109 % de la cantidad solar. Esto resulta particularmente extraño, ya que se esperaría que estrellas de tan baja masa, cercanas al límite entre las enanas marrones y las estrellas de fusión de hidrógeno, tuvieran un contenido metálico considerablemente menor que el del Sol. Su luminosidad ( L☉ ) es del 0,0522 % de la del Sol _.         

La magnitud aparente de la estrella , o lo brillante que se ve desde la perspectiva de la Tierra, es de 18,8. Por lo tanto, es demasiado tenue para ser vista a simple vista.

TRAPPIST-1e orbita su estrella anfitriona muy cerca. Una revolución completa alrededor de TRAPPIST-1 tarda solo 6,099  días terrestres (~146  horas) en completarse. Orbita a una distancia de 0,02928285 UA (4,4 millones de km ; 2,7 millones de millas ) , o poco menos del 3% de la separación entre la Tierra y el Sol . En comparación, el planeta más cercano del Sistema Solar, Mercurio , tarda 88 días en orbitar el Sol a una distancia de 0,38 UA (57 millones de km; 35 millones de millas) . A pesar de su proximidad a su estrella anfitriona, TRAPPIST-1e recibe solo alrededor del 60% de la luz estelar que la Tierra recibe del Sol debido a la baja luminosidad de su estrella. La estrella cubriría un diámetro angular de aproximadamente 2,17 grados desde la superficie del planeta, por lo que parecería unas cuatro veces más grande que el Sol desde la Tierra.            

Las observaciones de tránsito realizadas con el Telescopio Espacial James Webb no aportaron una respuesta clara sobre la existencia de una atmósfera, pero sí descartaron muchos escenarios atmosféricos. Véanse los estudios de "Habitabilidad" a continuación.

A pesar de que probablemente esté en rotación sincrónica —lo que significa que un hemisferio mira permanentemente hacia la estrella mientras que el otro no—, lo que podría reducir la habitabilidad del planeta, estudios más detallados de TRAPPIST-1e y los otros planetas TRAPPIST-1 publicados en 2018 determinaron que el planeta es, de hecho, uno de los mundos más parecidos a la Tierra encontrados, con el 91 % del radio, el 77 % de la masa, el 102,4 % de la densidad (5,65  g/cm³ ⁾ y el 93 % de la gravedad superficial. Se confirma que TRAPPIST-1e es un planeta terrestre con una superficie sólida y rocosa. Es lo suficientemente frío como para que se acumule agua líquida en la superficie, pero no tan frío como para que se congele como en TRAPPIST-1f , g y h . ^{[ 3 ]}

El planeta recibe un flujo estelar del 60,4% del de la Tierra, aproximadamente un tercio menor que el de la Tierra, pero significativamente mayor que el de Marte . ^{[ 10 ]} Su temperatura de equilibrio varía de 225 K (−48 °C; −55 °F) ^{[ 18 ]} a 246,1 K (−27,1 °C; −16,7 °F) , ^{[ 10 ]} dependiendo de la cantidad de luz que el planeta refleja al espacio. Ambos valores se encuentran entre los de la Tierra y Marte. Además, se confirma que su atmósfera no es lo suficientemente densa ni espesa como para perjudicar su potencial de habitabilidad, según modelos de la Universidad de Washington . ^{[ 11 ]} Si la atmósfera es lo suficientemente densa, también podría ayudar a transferir calor adicional al lado oscuro del planeta.      

Según un estudio de 2024, basado en modelos, TRAPPIST-1e podría estar perdiendo su atmósfera debido a su estrella anfitriona, posiblemente como resultado de su corto período orbital, lo que la haría inhóspita para la vida. Este mismo fenómeno podría afectar las atmósferas de los demás planetas de este sistema. ^{[ 19 ] [ 20 ]}

Basándose en cuatro observaciones de TRAPPIST-1e utilizando el instrumento NIRSpec del Telescopio Espacial James Webb , los investigadores no pudieron encontrar evidencia concluyente a favor ni en contra de la presencia de una atmósfera. El análisis mostró dos modelos que los datos podían explicar adecuadamente. El primero es un modelo de línea plana, lo que podría significar dos cosas: que TRAPPIST-1e sea una roca desnuda o que tenga una atmósfera de tipo desconocido completamente oculta por una capa de nubes alta y densa . El segundo modelo es un rango de atmósferas ricas en nitrógeno , con el nitrógeno como gas dominante. Dentro de los escenarios de nitrógeno, existe una "preferencia tentativa" por cantidades traza de metano (CH₄ ₎ mezclado. Los autores concluyen que la principal limitación para estudiar TRAPPIST-1e es mitigar los efectos de su estrella activa. Para superar esto, se está llevando a cabo un nuevo programa de 15 observaciones adicionales del JWST. Este programa observará tránsitos consecutivos de TRAPPIST-1e y su planeta vecino, TRAPPIST-1b , que se cree que es una roca desnuda. Al utilizar la señal del planeta rocoso desnudo para corregir la actividad de la estrella, podría ser posible revelar si TRAPPIST-1e tiene atmósfera. ^{[ 6 ] [ 21 ]}

• Vídeo (01:32) – Representación artística de los exoplanetas TRAPPIST-1 transitando su estrella anfitriona.
• Vídeo (01:10) – Animación panorámica de los planetas del sistema TRAPPIST-1, incluyendo TRAPPIST-1e.