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Los Jupiteres calientes tienen poderosos campos magnéticos


Los Jupiteres calientes, exoplanetas gaseosos masivos que orbitan cerca de sus estrellas anfitrionas, tienen campos magnéticos sorprendentemente poderosos, muchas veces más fuertes que el campo magnético del Júpiter de nuestro Sistema Solar, según un documento científico publicado en la revista Nature Astronomy.

Los Jupiteres calientes son gigantes gaseosos que se estima que son como el Júpiter de nuestro sistema solar, pero que orbitan alrededor de sus estrellas anfitrionas a distancias mucho más cortas, generalmente alrededor de cinco veces el diámetro de la estrella, o aproximadamente 20 veces la distancia de la Luna a la Tierra.

Las órbitas cercanas de los Jupiteres calientes hacen posible que estos objetos experimenten fuertes interacciones con sus estrellas a través de las mareas, colisiones con partículas de viento estelar, acumulación de gas planetario en la superficie de la estrella y reconexión magnética entre las líneas de campo magnético estelar y planetario.

Las interacciones entre la estrella y el planeta potencialmente pueden revelar detalles sobre las propiedades del viento estelar y, lo más intrigante, los campos magnéticos planetarios.

"Nuestro estudio es el primero en usar señales observadas de interacciones estrella-planeta para derivar las fortalezas del campo magnético de un exoplaneta", dijo el Dr. Evgenya Shkolnik, astrónomo de la Universidad Estatal de Arizona.

"Estas señales parecen provenir de interacciones entre los campos magnéticos de la estrella y el planeta en órbita estrecha".

El estudio
El equipo del Dr. Shkolnik utilizó telescopios terrestres en Hawái y Francia para adquirir observaciones de alta resolución de emisiones de calcio ionizado (Ca II) en las estrellas anfitrionas de los cuatro Jupiteres calientes: HD 179949, HD 189733, τ Boötis y υ Andromedae.

La emisión proviene de la cromosfera caliente y magnéticamente calentada de una estrella, una capa delgada de gas sobre la superficie estelar más fría.

Estas observaciones le permitieron al equipo calcular cuánta energía se liberaba en la emisión de calcio de cada una de las estrellas.

"Utilizando una teoría de cómo los campos magnéticos de los planetas interactúan con los campos magnéticos estelares, usamos las estimaciones para calcular las intensidades de los campos magnéticos de los planetas", dijo el Dr. Shkolnik.

La fortaleza del campo magnético que los investigadores encontraron oscila entre 20 y 120 G (gauss), alrededor de 10 a 100 veces más grande que los valores predichos anteriormente.

A modo de comparación, el campo magnético de Júpiter es de 4.3 G y la intensidad de campo de la Tierra es de solo 0.5 G, aunque es lo suficientemente fuerte como para orientar las brújulas en todo el mundo.

"Las fortalezas de los campos magnéticos son más grandes de lo que uno podría esperar considerando solo la rotación y la edad del planeta", dijeron los autores del estudio.

"La hipótesis de la dínamo de los campos magnéticos planetarios predice la fortaleza del campo de los planetas estudiados, que son mucho más pequeños de lo que encontramos".

En cambio, las observaciones apoyan la idea de que los campos magnéticos planetarios dependen de la cantidad de calor que se mueve a través del interior del planeta. Debido a que están absorbiendo mucha energía extra de sus estrellas anfitrionas, los Jupiteres calientes deberían tener campos magnéticos más grandes que los planetas de masa y velocidad de rotación similares.

“Nos complace ver qué tan bien la magnitud de los valores de campo se correspondía con los predichos por la teoría del flujo de calor interno. Esto también puede ayudarnos a trabajar hacia una comprensión más clara de los campos magnéticos alrededor de los planetas rocosos templados”, dijo el Dr. Shkolnik.

Crédito de la imagen: NASA / ESA / A. Schaller, STScI.

Referencia del documento científico:
P. Wilson Cauley et al. Fortalezas de campo magnético de Jupiteres calientes a partir de señales de interacciones estrella-planeta. Nature Astronomy, publicado en línea el 22 de julio de 2019; doi: 10.1038 / s41550-019-0840-x

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