Érase una vez un tiempo cósmico, los científicos supusieron que las estrellas aplicaban un freno magnético eterno, provocando una desaceleración interminable de su rotación. Con nuevas observaciones y métodos sofisticados, ahora han echado un vistazo a los secretos magnéticos de una estrella y han descubierto que no son lo que esperaban. Los puntos críticos cósmicos para encontrar vecinos extraterrestres podrían estar alrededor de estrellas que atraviesan su crisis de mediana edad y más allá. Este estudio innovador, que arroja luz sobre los fenómenos magnéticos y los entornos habitables, se ha publicado en The Astrophysical Journal Letters.
En 1995, los astrónomos suizos Michael Mayor y Didier Queloz anunciaron el primer descubrimiento de un planeta fuera de nuestro sistema solar, orbitando una estrella distante parecida al Sol conocida como 51 Pegasi. Desde entonces, se han encontrado más de 5.500 de los llamados exoplanetas orbitando otras estrellas de nuestra galaxia, y en 2019 los dos científicos compartieron el Premio Nobel de Física por su trabajo pionero. Esta semana, un equipo internacional de astrónomos publicó nuevas observaciones de 51 pegasos, lo que sugiere que el entorno magnético actual alrededor de la estrella puede ser particularmente favorable para el desarrollo de vida compleja.
Las estrellas como el Sol nacen girando rápidamente, lo que crea un fuerte campo magnético que puede estallar violentamente, bombardeando sus sistemas planetarios con partículas cargadas y radiación dañina. Durante miles de millones de años, la rotación de la estrella se ralentiza gradualmente a medida que su campo magnético es arrastrado por un viento que fluye desde su superficie, un proceso conocido como frenado magnético. La rotación más lenta produce un campo magnético más débil y ambas propiedades continúan disminuyendo y cada una se alimenta de la otra. Hasta hace poco, los astrónomos habían asumido que el frenado magnético continúa indefinidamente, pero nuevas observaciones han comenzado a cuestionar esta suposición.
“Estamos reescribiendo los libros de texto sobre cómo la rotación y el magnetismo en estrellas más viejas como el Sol cambian más allá de la mitad de su vida”, dice el líder del equipo Travis Metcalfe, científico investigador senior de White Dwarf Research Corporation en Golden, Colorado, EE. UU. “Nuestros resultados tendrán consecuencias importantes para las estrellas con sistemas planetarios y sus perspectivas de desarrollo de civilizaciones avanzadas”.
Klaus Strassmeier, director del Instituto Leibniz de Astrofísica en Potsdam, Alemania, y coautor del estudio, añade: “Esto se debe a que el frenado magnético debilitado también estrangula el viento estelar y hace que los eventos eruptivos devastadores sean menos probables”.
El equipo de astrónomos de Estados Unidos y Europa combinó observaciones de 51 Pegasi del satélite de estudio de exoplanetas en tránsito (TESS) de la NASA con mediciones de vanguardia de su campo magnético realizadas por el Gran Telescopio Binocular (LBT) en Arizona utilizando el instrumento polarimétrico y espectroscópico Potsdam Echelle (PEPSI).
Aunque el exoplaneta que orbita 51 Pegasi no pasa frente a su estrella madre visto desde la Tierra, la estrella misma muestra variaciones sutiles de brillo en las observaciones TESS que pueden usarse para medir el radio, la masa y la edad de la estrella, una técnica conocida como astrosismología. Mientras tanto, el campo magnético de la estrella imprime una pequeña cantidad de polarización en la luz estelar, lo que permite a PEPSI en el LBT crear un mapa magnético de la superficie estelar a medida que la estrella gira, una técnica conocida como imagen Zeeman-Doppler. En conjunto, estas mediciones permitieron al equipo evaluar el entorno magnético actual alrededor de la estrella.
Observaciones anteriores del telescopio espacial Kepler de la NASA ya sugerían que el frenado magnético podría debilitarse sustancialmente más allá de la edad del Sol, rompiendo la estrecha relación entre la rotación y el magnetismo en las estrellas más viejas. Sin embargo, la evidencia de este cambio fue indirecta y se basó en mediciones de la tasa de rotación de estrellas con una amplia gama de edades. Estaba claro que la rotación dejó de disminuir en algún momento cercano a la edad del Sol (4.500 millones de años) y que el frenado magnético debilitado en las estrellas más viejas podría reproducir este comportamiento.
Sin embargo, sólo las mediciones directas del campo magnético de una estrella pueden establecer las causas subyacentes, y los objetivos observados por Kepler eran demasiado débiles para las observaciones LBT. La misión TESS comenzó a recopilar mediciones en 2018, similar a las observaciones de Kepler, pero para las estrellas más cercanas y brillantes del cielo, incluidas 51 Pegasi.
En los últimos años, el equipo comenzó a utilizar PEPSI en el LBT para medir los campos magnéticos de varios objetivos TESS, construyendo gradualmente una nueva comprensión de cómo cambia el magnetismo en estrellas como el Sol a medida que crecen. Las observaciones revelaron que el frenado magnético cambia repentinamente en estrellas que son ligeramente más jóvenes que el Sol, volviéndose más de 10 veces más débiles en ese punto y disminuyendo aún más a medida que las estrellas continúan envejeciendo.
El equipo atribuyó estos cambios a un cambio inesperado en la fuerza y complejidad del campo magnético, y a la influencia de ese cambio en el viento estelar. Las propiedades recientemente medidas de 51 Pegasi muestran que, al igual que nuestro propio sol, ya ha pasado por esta transición hacia un frenado magnético debilitado.
“Es muy gratificante que el LBT y el PEPSI hayan podido revelar una nueva perspectiva sobre este sistema planetario que desempeña un papel tan importante en la astronomía de exoplanetas”, afirma Strassmeier, investigador principal del espectrógrafo PEPSI. “Esta investigación es un importante paso adelante en la búsqueda de vida en nuestra galaxia”.
En nuestro propio sistema solar, la transición de la vida de los océanos a la tierra ocurrió hace varios cientos de millones de años, coincidiendo con el momento en que el frenado magnético comenzó a debilitarse en el sol. Las estrellas jóvenes bombardean sus planetas con radiación y partículas cargadas que son hostiles al desarrollo de vida compleja, pero las estrellas más viejas parecen proporcionar un entorno más estable. Según Metcalfe, los hallazgos del equipo sugieren que los mejores lugares para buscar vida fuera de nuestro sistema solar podrían ser alrededor de estrellas de mediana edad o mayores.
Fuente: Phys.org.
