En la actualidad, los científicos solo pueden buscar planetas más allá de nuestro Sistema Solar utilizando medios indirectos. Dependiendo del método, esto implicará buscar signos de tránsitos frente a una estrella (fotometría de tránsito), medir una estrella en busca de signos de bamboleo (espectroscopía Doppler), buscar luz reflejada desde la atmósfera de un planeta (imagen directa) y un una gran cantidad de otros métodos.
Sobre la base de ciertos parámetros, los astrónomos pueden determinar si un planeta es potencialmente habitable o no. Sin embargo, un equipo de astrónomos de los Países Bajos lanzó recientemente un estudio en el que describen un enfoque novedoso para la caza de exoplanetas: la búsqueda de signos de auroras. Como estos son el resultado de la interacción entre el campo magnético de un planeta y una estrella, ¡este método podría ser un atajo para encontrar vida!
Para descomponerlo, las interacciones entre un campo magnético y las partículas cargadas que son emitidas regularmente por una estrella (también conocido como viento solar) son las que causan las auroras. Además, la presencia de este fenómeno produce ondas de radio que tienen una firma distinta que pueden ser detectadas por los observatorios de radio aquí en la Tierra. Esto es precisamente lo que hicieron los astrónomos con sede en los Países Bajos utilizando la matriz de baja frecuencia (LOFAR).
LOFAR es una matriz de sensores multipropósito que se combina con una computadora y una infraestructura de red para manejar volúmenes de datos extremadamente grandes. El núcleo de la matriz (el "superterp") consiste en una red de treinta y ocho estaciones concentradas en el noreste de los Países Bajos con 14 estaciones adicionales en las vecinas Alemania, Francia, Suecia, el Reino Unido, Irlanda, Polonia y Letonia.
Como indican en su estudio, que apareció recientemente en la revista Naturaleza, LOFAR pudo detectar el tipo de ondas de radio de baja frecuencia que se predijeron de una estrella cercana: GJ 1151, una enana roja de tipo M a más de 25 años luz de la Tierra. Como Harish Vedantham, científico del personal de ASTRON y autor principal del estudio, explicó en un comunicado de prensa de la NYU:
“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. Esto genera una gran corriente que alimenta las auroras y la emisión de radio en la estrella ".
Este tipo de interacciones estrella-planeta se han predicho durante más de treinta años, en parte en función de la actividad de la aurora que se ha observado en el Sistema Solar. Si bien el campo magnético del Sol no es lo suficientemente fuerte como para producir este tipo de emisiones de radio en otras partes del Sistema Solar, se ha observado una actividad similar con Júpiter y sus lunas más grandes.
Por ejemplo, las interacciones entre el fuerte campo magnético de Júpiter e Io (la más interna de sus lunas más grandes) producen auroras y emisiones de radio brillantes que incluso eclipsan al Sol a frecuencias suficientemente bajas. Sin embargo, esta fue la primera vez que los astrónomos detectaron y descifraron este tipo de señales de radio de otro sistema estelar.
Como Joe Callingham, becario postdoctoral de ASTRON y coautor del estudio, indicó:
“Adaptamos el conocimiento de décadas de observaciones de radio de Júpiter al caso de esta estrella. Se ha predicho durante mucho tiempo que existe una versión ampliada de Júpiter-Io en los sistemas planeta estrella, y la emisión que observamos se ajusta muy bien a la teoría ".
Sus hallazgos fueron confirmados por un segundo equipo cuya investigación se detalla en un estudio que apareció en The Astrophysical Journal Letters. Para su estudio, Pope y sus colegas se basaron en los datos proporcionados por el instrumento Planet Searcher North (HARPS-N) de alta precisión de velocidad radial en el telescopio nacional Galileo (TNG), ubicado en la isla de La Palma, España.
Usando estos datos espectroscópicos, el equipo pudo descartar la posibilidad de que las señales de radio observadas provenientes de GJ 1151 fueran producidas por interacciones con otra estrella. Como Benjamin J. S. Pope, miembro de la NASA Sagan Fellow en la Universidad de Nueva York y autor principal del segundo artículo, explicó:
“Las estrellas binarias que interactúan también pueden emitir ondas de radio. Utilizando observaciones ópticas para el seguimiento, buscamos evidencia de un compañero estelar disfrazado de exoplaneta en los datos de radio. Descartamos este escenario con mucha fuerza, 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 ".
Estos hallazgos son particularmente significativos porque están relacionados con un sistema estelar enano rojo. En comparación con nuestro Sol, las enanas rojas son pequeñas, frías y tenues, pero también son el tipo de estrella más común en el Universo: representan el 75% de las estrellas solo en la Vía Láctea. Las enanas rojas también son muy buenas candidatas para encontrar planetas terrestres ubicados dentro de una zona circunsolar habitable (HZ).
Esto se ejemplifica en descubrimientos recientes como Proxima b (el exoplaneta más cercano más allá de nuestro Sistema Solar) y los siete planetas que orbitan TRAPPIST-1. Estos y otros hallazgos han llevado a los astrónomos a concluir que la mayoría de las enanas rojas están en órbita por al menos un planeta terrestre (también conocido como rocoso).
Sin embargo, las enanas rojas también son conocidas por sus fuertes campos magnéticos y su naturaleza variable, lo que significa que las estrellas que orbitan en sus ZH estarían sujetas a una intensa actividad magnética y de destellos. Resultados como estos han arrojado dudas considerables sobre si un planeta ubicado en el HZ de una enana roja podría soportar la vida durante mucho tiempo.
Debido a esto, los científicos predicen que cualquier planeta que orbita con el HZ de una estrella enana roja necesitaría un fuerte campo magnético para garantizar que las erupciones solares y las partículas cargadas no eliminen completamente sus atmósferas y las vuelvan completamente inhabitables. Por lo tanto, este descubrimiento no solo ofrece una forma nueva y única de explorar el entorno alrededor de los exoplanetas, sino que también ofrece un medio para determinar si son habitables.
Al buscar emisiones de radio de baja frecuencia, los astrónomos no solo podían detectar exoplanetas sino también medir la intensidad de sus campos magnéticos y la intensidad de la radiación de su estrella. Estos hallazgos ayudarán en gran medida a determinar si los planetas rocosos que orbitan alrededor de las estrellas enanas rojas son capaces de soportar la vida.
Pope y sus colegas ahora están buscando usar este método para encontrar emisiones similares de otras estrellas. Dentro de los 20 años luz de nuestro Sistema Solar, hay al menos 50 estrellas enanas rojas, y se ha descubierto que muchas de ellas tienen al menos un planeta en órbita alrededor de ellas. Los equipos de Vedantham y Pope anticipan que este nuevo método abrirá una nueva forma de encontrar y caracterizar los exoplanetas.
"El objetivo a largo plazo es determinar qué impacto tiene la actividad magnética de la estrella en la habitabilidad de un exoplaneta, y las emisiones de radio son una gran pieza de ese rompecabezas", dijo Vedantham. "Nuestro trabajo ha demostrado que esto es viable con la nueva generación de radiotelescopios y nos coloca en un camino emocionante".
Asegúrese de ver este video del reciente descubrimiento, cortesía de ASTRON:
