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| Las estrellas pequeñas entran en erupción activamente y expulsan partículas que pueden alterar y evaporar las atmósferas de los planetas que las orbitan. Los nuevos descubrimientos sugieren que las grandes superfallas tienden a producirse en latitudes altas, evitando los planetas que orbitan alrededor del ecuador estelar. Crédito: AIP / J. Fohlmeister |
Los astrónomos sospechan desde hace tiempo que las superflares, estallidos de radiación extrema procedentes de las estrellas, pueden causar daños duraderos en las atmósferas -y, por tanto, en la habitabilidad- de los exoplanetas. Un nuevo estudio publicado el 5 de agosto en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society informa de que sólo suponen un peligro limitado para los sistemas planetarios.
"Sabíamos que se trata de grandes llamaradas, mucho más grandes que las que vemos en nuestro propio sol", dijo el coautor James Davenport, profesor asistente de investigación de astronomía en la Universidad de Washington. "Ahora vemos que las super llamaradas se producen en latitudes altas, cerca de los 'polos' de la estrella, lo que significa que las ráfagas de radiación no se dirigen hacia las trayectorias de los exoplanetas en órbita".
Las llamaradas son explosiones magnéticas en la superficie de las estrellas que expulsan una intensa radiación electromagnética al espacio. Las grandes llamaradas, como las superflores, emiten una cascada de partículas energéticas que pueden golpear a los exoplanetas que orbitan la estrella que las lanza, y en el proceso alterar o incluso evaporar las atmósferas planetarias.
Utilizando observaciones ópticas del Transiting Exoplanet Survey Satellite -o TESS-, el equipo, dirigido por astrónomos del Instituto Leibniz de Astrofísica de Potsdam, estudió las grandes superestrellas en enanas rojas, una clase de estrellas jóvenes y pequeñas que tienen una temperatura y una masa inferiores a las de nuestro propio sol.
Se han encontrado muchos exoplanetas alrededor de este tipo de estrellas. Una cuestión persistente en la investigación de exoplanetas ha sido la de saber si estos exoplanetas son habitables, ya que las enanas rojas son más activas que nuestro sol y emiten llamaradas con mucha más frecuencia e intensidad.
El equipo desarrolló un método para determinar el lugar de la superficie de las estrellas donde se originan las erupciones. El equipo lo consiguió analizando las llamadas "llamaradas de luz blanca" en estrellas enanas rojas de rotación rápida. Estos tipos de llamaradas duran lo suficiente como para que su brillo, observado por TESS, varíe a medida que rotan dentro y fuera de la superficie estelar.
"Dado que no podemos ver las superficies de estas estrellas, determinar las latitudes de cosas como las llamaradas calientes y los puntos fríos ha sido tradicionalmente entre difícil e imposible", dijo Davenport, que también es el director asociado del Instituto de Investigación Intensiva de Datos en Astrofísica y Cosmología - o DiRAC - en la UW. "Este trabajo combina un modelado de datos inteligente con los datos excepcionalmente precisos que provienen de misiones como TESS, y encuentra algo notable".
El equipo descubrió bengalas giratorias procesando las curvas de luz de más de 3.000 estrellas enanas rojas mediante TESS. Entre estas estrellas, encontraron cuatro con llamaradas lo suficientemente grandes para su nuevo método. El equipo utilizó la forma precisa de la curva de luz de cada estrella para inferir la latitud de la región de la llamarada, y descubrió que las cuatro llamaradas se produjeron por encima de los 55 grados de latitud aproximadamente, lo que está mucho más cerca del polo que las llamaradas y las manchas de la superficie de nuestro sol, que suelen producirse por debajo de los 30 grados de latitud. El equipo también demostró que su método de detección no estaba sesgado hacia una latitud estelar concreta.
Estos resultados, incluso con sólo cuatro bengalas, son significativos: Si las bengalas se distribuyeran por igual en la superficie estelar, la probabilidad de encontrar cuatro bengalas seguidas en latitudes tan altas sería de aproximadamente 1 entre 1.000.
Esto tiene implicaciones para los modelos de los campos magnéticos de las estrellas y para la habitabilidad de los exoplanetas que las orbitan.
"Descubrimos que las llamaradas extremadamente grandes se lanzan desde cerca de los polos de las estrellas enanas rojas, en lugar de hacerlo desde su ecuador, como suele ocurrir en el Sol", explica la autora principal, Ekaterina Ilin, estudiante de doctorado en Leibniz. "Los exoplanetas que orbitan en el mismo plano que el ecuador de la estrella, como los planetas de nuestro propio sistema solar, podrían, por tanto, estar protegidos en gran medida de estas superflores, ya que éstas se dirigen hacia arriba o hacia abajo fuera del sistema de exoplanetas. Esto podría mejorar las perspectivas de habitabilidad de los exoplanetas alrededor de pequeñas estrellas anfitrionas, que de otro modo estarían mucho más amenazados por la radiación energética y las partículas asociadas a las llamaradas en comparación con los planetas del sistema solar".
La detección de estas erupciones es una prueba más de que cerca de los polos de rotación de las estrellas de rotación rápida se forman concentraciones fuertes y dinámicas de campos magnéticos estelares, que pueden manifestarse como manchas oscuras y erupciones. La existencia de estas "manchas polares" se sospecha desde hace tiempo a partir de técnicas indirectas de reconstrucción, como la imagen Doppler de las superficies estelares, pero hasta ahora no se había detectado directamente.
"La naturaleza nos está diciendo algo importante sobre cómo estas pequeñas y típicas estrellas jóvenes producen campos magnéticos mucho más fuertes que nuestro sol", dijo Davenport. "Eso tiene enormes implicaciones para la forma en que pensamos en los planetas que las orbitan".
Fuentes, créditos y referencias:
Ekaterina Ilin et al, Giant white-light flares on fully convective stars occur at high latitudes, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (2021). DOI: 10.1093/mnras/stab2159
Créditos a Eurekalert