El equipo investigador espera que este nuevo método de detección de exoplanetas abra una nueva forma de entender el hábitat de los exoplanetas
Un equipo de científicos, utilizando el radiotelescopio LOFAR (Low Frequency Array) en los Países Bajos, ha observado ondas de radio que llevan las firmas de auroras, causadas por la interacción entre el campo magnético de una estrella y un planeta en órbita alrededor de ella.
Hacía mucho tiempo que se había pronosticado la existencia de emisiones de radio originadas en las interacciones entre estrellas y planetas, pero esta es la primera vez que los astrónomos han podido detectar y descifrar estas señales. El descubrimiento prepara el camino para una novedosa y única forma de explorar el entorno de los exoplanetas -planetas que orbitan estrellas en otros sistemas solares- y determinar su habitabilidad.
En particular, las posteriores observaciones de seguimiento realizadas con el telescopio HARPS-N en España descartaron la posibilidad alternativa de que el compañero de interacción fuera otra estrella en lugar de un exoplaneta.
El trabajo aparece en sendos artículos publicados en las revistas Nature Astronomy y Astrophysical Journal Letters (ApJL).
El avance se centró en las enanas rojas, que son el tipo de estrella más abundante en nuestra Vía Láctea, pero mucho más pequeñas y frías que nuestro propio Sol. Esto significa que para que un planeta sea habitable, tiene que estar significativamente más cerca de su estrella que la Tierra 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 a este proceso son una de las herramientas disponibles para investigar la interacción entre tales planetas y sus estrellas.
"El movimiento del planeta a través del fuerte campo magnético de una enana roja actúa como un motor eléctrico, tal como funciona una dinamo de bicicleta", dice Harish Vedantham, el autor principal del estudio de Astronomía Natural y científico del Instituto Holandés de Radioastronomía (ASTRON). "Esto genera una enorme corriente que impulsa las auroras y la emisión de radio en la estrella".
Gracias al débil campo magnético del Sol y a la mayor distancia a sus planetas, no se generan corrientes similares en el sistema solar. Sin embargo, la interacción de la luna de Júpiter, Ío, con el campo magnético de Júpiter, genera una emisión de radio similarmente brillante, incluso superando al Sol en frecuencias lo bastante bajas.
"Adaptamos el conocimiento de décadas de observaciones de radio de Júpiter al caso de esta estrella", dice Joe Callingham, becario postdoctoral de ASTRON y co-autor del artículo en Nature Astronomy. "Se ha predicho desde hace tiempo que existe una versión ampliada de Júpiter-Ío en los sistemas de planetas-estrellas, y la emisión que observamos encaja muy bien en la teoría".
Para estar seguros, los astrónomos tuvieron que descartar una posibilidad alternativa: que los cuerpos que interactúan no fueran dos estrellas en un sistema binario cercano en lugar de una estrella y su exoplaneta. El equipo buscó la firma de una estrella compañera usando el instrumento HARPS-N (High Accuracy Radial Velocity Planet Searcher) en el italiano Telescopio Nazionale Galileo en La Palma, España.
"Las estrellas binarias que interactúan también pueden emitir ondas de radio", señala Benjamin Pope, becario Sagan de la NASA en la Universidad de Nueva York y autor principal del artículo en la ApJL. "Usando observaciones ópticas para el seguimiento, buscamos evidencia de un compañero estelar disfrazado de exoplaneta en los datos de radio. Descartamos este escenario totalmente, así que pensamos que la posibilidad más probable es un planeta del tamaño de la Tierra demasiado pequeño para detectarlo con nuestros instrumentos ópticos".
El grupo se concentra ahora 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 una emisión similar", observa Callingham, también co-autor del artículo en la ApJL. "Queremos saber cómo impacta esto en nuestra búsqueda de otra Tierra alrededor de otra estrella".
"Si encontramos que la mayoría de los planetas de enanas rojas son arrastrados por intensos vientos estelares, esto será una mala noticia para su habitabilidad", afirma Pope, que forma parte del Departamento de Física de la Universidad de Nueva York y del Centro de Ciencias de la Información y co-autor del artículo en Nature Astronomy.
El grupo 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 el impacto de la actividad magnética de la estrella en la habitabilidad de un exoplaneta, y las emisiones de radio son una gran pieza de ese rompecabezas", dice Vedantham, también co-autor del artículo en la ApJL. "Nuestro trabajo ha demostrado que esto es viable con la nueva generación de radiotelescopios y nos ha puesto en un camino emocionante".
