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Encuentran nuevo método para estudiar planetas orbitando estrellas enanas rojas


Usando el Radiotelescopio de Baja Frecuencia (LOFAR), los astrónomos han observado ondas de radio que emiten señales distintas de auroras extraterrestres, causadas por la interacción entre el campo magnético de Gliese 1151, una estrella enana tipo M4.5 ubicada aproximadamente a 26 años luz de distancia, y un planeta en órbita a su alrededor. La emisión de radio de una interacción entre una estrella y su planeta se ha predicho durante mucho tiempo, pero esta es la primera vez que los astrónomos han podido detectar y descifrar estas señales.

Las enanas rojas son el tipo de estrella más abundante en nuestra galaxia, la Vía Láctea, pero son mucho más pequeñas y frías que el Sol. Esto significa que para que un planeta sea habitable, tiene que estar significativamente más cerca de su estrella de lo que la Tierra está del Sol.

Las enanas rojas también tienen campos magnéticos mucho más fuertes que el Sol, lo que significa que un planeta habitable alrededor de una enana roja está expuesto a una intensa actividad magnética.

Esto puede calentar el planeta e incluso erosionar su atmósfera. Las emisiones de radio asociadas con este proceso son una de las únicas herramientas disponibles para investigar la interacción entre dichos planetas y sus estrellas.

"El movimiento del planeta a través del fuerte campo magnético de una enana roja actúa como un motor eléctrico de la misma manera que funciona una dinamo de bicicleta", dijo el Dr. Harish Vedantham, astrónomo del Instituto Holandés de Radioastronomía (ASTRON).

"Esto genera una gran corriente que alimenta las auroras y la emisión de radio en la estrella".

Gracias al débil campo magnético del Sol y la mayor distancia a los planetas, no se generan corrientes similares en nuestro Sistema Solar. Sin embargo, la interacción de la luna Ío de Júpiter con el campo magnético de Júpiter genera una emisión de radio igualmente brillante, incluso eclipsando al Sol a frecuencias suficientemente bajas.

"Adaptamos el conocimiento de décadas de observaciones de radio de Júpiter al caso de Gliese 1151", dijo el Dr. Joe Callingham, investigador postdoctoral en ASTRON.

"Se ha predicho durante mucho tiempo que existe una versión ampliada de Júpiter-Ío en los sistemas de estrella-planeta, y la emisión que observamos se ajusta muy bien a esa teoría".

Para estar seguros, los astrónomos tuvieron que descartar una posibilidad alternativa: que los cuerpos que interactúan son dos estrellas en un sistema binario cercano, en lugar de una estrella y su planeta.

Los astrónomos buscaron la señal de una posible estrella compañera usando el instrumento HARPS-N en el Telescopio Nazionale Galileo italiano en La Palma, España.

"Las estrellas binarias que interactúan también pueden emitir ondas de radio", dijo el Dr. Benjamin Pope, astrónomo de la Universidad de Nueva York.

"Utilizando observaciones ópticas para el seguimiento, buscamos evidencia de un compañero estelar disfrazado de exoplaneta en los datos de radio. Descartamos este escenario con total confianza, por lo que creemos que la posibilidad más probable es un planeta del tamaño de la Tierra, demasiado pequeño para detectarlo con nuestros instrumentos ópticos".

Los autores ahora se están concentrando en encontrar emisiones similares de otras estrellas.

“Ahora sabemos que casi todas las enanas rojas albergan planetas terrestres, por lo que debe haber otras estrellas que muestren emisiones similares. Queremos saber cómo esto impacta nuestra búsqueda de otra Tierra alrededor de otra estrella”, dijo el Dr. Callingham.

"Si descubrimos que la mayoría de los planetas orbitando enanas rojas son arrasados ​​por intensos vientos estelares, esta es una mala noticia para su habitabilidad", dijo el Dr. Pope.

El equipo espera que este nuevo método de detección de exoplanetas abra una nueva forma de entender el hábitat de los exoplanetas.

"El objetivo a largo plazo es determinar; qué impacto tiene la actividad magnética de la estrella en la zona de habitabilidad de un exoplaneta, y las emisiones de radio son una gran pieza de ese rompecabezas", dijo el Dr. Vedantham.

"Nuestro trabajo ha demostrado que esto es viable con la nueva generación de radiotelescopios y nos coloca en un camino emocionante".

La investigación fue reportada en dos artículos en la revista Nature Astronomy y en Astrophysical Journal Letters.

Crédito de la imagen: Danielle Futselaar, Artsource.nl.

Referencia de los documentos científicos:
H.K. Vedantham et al. Emisión de radio coherente de una enana roja quiescente indicativa de interacción estrella-planeta. Nature Astronomy, publicado en línea el 17 de febrero de 2020; doi: 10.1038 / s41550-020-1011-9

Benjamin J.S. Pope et al. 2020. Sin compañero masivo para la Enana Roja GJ 1151 emisora de radio coherente. The Astrophysical Journal Letters, Volumen 890, Número 2; doi: 10.3847 / 2041-8213 / ab5b99

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