Astrofísicos de la Universidad de Rice desarrollan un modelo de computadora para ayudar a juzgar cómo la propia atmósfera de una estrella impacta en sus planetas, para bien o para mal.

Concluyen que el campo magnético de estrellas como las que albergan los mundos rocosos en zona habitable conocidos más próximos al sistema solar, hacen imposible que la vida prospere por la corta distancia a sus estrellas.

La autora principal y estudiante graduada de Rice, Alison Farrish, y su asesor de investigación, el físico solar David Alexander, dirigieron el primer estudio de su grupo para caracterizar el entorno del «clima espacial» de estrellas distintas a la nuestra para ver cómo afectaría la actividad magnética alrededor de un exoplaneta.

«Es imposible con la tecnología actual determinar si un exoplaneta tiene un campo magnético protector o no, por lo que este documento se centra en lo que se conoce como el campo magnético asterosférico», dijo Farrish. «Esta es la extensión interplanetaria del campo magnético estelar con el que interactuaría el exoplaneta».

En el estudio publicado en The Astrophysical Journal, los investigadores expanden un modelo de campo magnético que combina lo que se conoce sobre el transporte del flujo magnético solar (el movimiento de los campos magnéticos alrededor, a través y emanando de la superficie del sol) a una amplia gama de estrellas. con diferentes niveles de actividad magnética. El modelo se usa para crear una simulación del campo magnético interplanetario que rodea a estas estrellas simuladas.

De esta manera, pudieron formular la hipótesis del entorno potencial experimentado por sistemas de exoplanetas «populares» como Ross 128, Proxima Centauri y TRAPPIST 1, todas estrellas enanas con exoplanetas conocidos.

Ninguna estrella está dormida. El plasma en su superficie se agita constantemente, creando perturbaciones que envían fuertes campos magnéticos (como los incrustados en el viento solar del sol) lejos del espacio. La propia magnetosfera de la Tierra ayuda a convertirla en un puerto seguro para la vida, pero queda por determinar si ese es el caso de cualquier exoplaneta.

«Para la mayoría de las personas, un planeta de ‘zona habitable’ tradicionalmente significa que tiene la temperatura adecuada para el agua líquida», dijo Farrish. «Pero en estos sistemas específicos, los planetas están tan cerca de sus estrellas que hay otras consideraciones. En particular, la interacción magnética se vuelve muy importante».

Estos planetas «Ricitos de oro» pueden disfrutar de temperaturas y presiones atmosféricas que permiten que exista agua que da vida, pero probablemente orbitan demasiado cerca de sus estrellas para escapar de los efectos de los fuertes campos magnéticos de la estrella y la radiación asociada.

«Dependiendo de dónde se encuentre dentro del campo magnético extendido de la estrella, se estima que algunos de estos exoplanetas de zonas habitables podrían perder sus atmósferas en tan solo 100 millones de años», dijo Alexander. «Es un tiempo realmente corto en términos astronómicos. El planeta puede tener las condiciones adecuadas de temperatura y presión para la habitabilidad, y se pueden formar algunas formas de vida simples, pero eso es todo lo que van a llegar. La atmósfera se despojaría y la La radiación en la superficie sería bastante intensa.

«Cuando no tienes una atmósfera, ahora tienes toda la emisión de rayos ultravioleta y rayos X de la estrella encima de la emisión de partículas», dijo. «Queremos comprender mejor esta interacción y poder compararla con las observaciones en el futuro. Y la capacidad de dirigir y definir la naturaleza de estas observaciones futuras será realmente útil».

Los parámetros clave en el modelo son el número estelar de Rossby, que define lo activa que es la estrella, y la superficie de Alfvén, que determina dónde el campo magnético asterosférico desacopla efectivamente la estrella.

«Nuestro modelo nos permite determinar algunas de las características clave de la actividad de una estrella con respecto a la emergencia y el transporte del flujo en el transcurso de un ciclo estelar», dijo Alexander. «Esto permite una comparación directa con las observaciones, que actualmente son muy escasas para las estrellas que no sean el sol, y un medio para caracterizar potencialmente algunos de los atributos físicos clave de los exoplanetas a través de su interacción con el campo estelar».

«Todos los sistemas planetarios a los que las personas están prestando mucha atención (Ross, Proxima y TRAPPIST) están captando interés porque tienen planetas en sus zonas habitables, pero, según nuestros cálculos, la mayoría de ellos se encuentran dentro de la media de la superficie de Alfvén», dijo Farrish. «Esto crea el potencial para una conexión magnética directa entre la estrella y el planeta que conduciría con mayor fuerza a la pérdida de la atmósfera del planeta».

Uno de esos planetas orbita Proxima Centauri. «La estrella es un séptimo del tamaño del sol y el planeta está 20 veces más cerca», dijo Alexander. «Es bueno para la temperatura pero malo para las condiciones magnéticas».

Farrish y Alexander señalan que el equipo encontró un sistema excepcional en GJ 3323 una estrella enana M que contiene dos «súper Tierras» descubiertas en 2017. Una, GJ 3323 b, se encuentra dentro de la zona habitable de la estrella pero también dentro de la superficie de Alfvén. La otra, GJ 3323 c, orbita fuera de la superficie de Alfvén, pero desafortunadamente está fuera de la zona habitable.

«Estoy siendo cauteloso al no decir que hay un sistema que nos entusiasma a todos, pero tener dos planetas de la misma edad a ambos lados de la superficie de Alfvén podría ser útil, cuando las observaciones mejoran, para explorar cómo se forman los campos magnéticos en exoplanetas «, dijo Alexander.

Fuente. europapess.es