Agencias/Ciudad de México.- Las estrellas esparcidas por todo el cosmos se ven diferentes, pero pueden ser más parecidas de lo que se pensaba, según investigadores de la Universidad de Rice.
Un nuevo trabajo de modelado realizado por los científicos de Rice muestra que las estrellas “frías” como el sol comparten los comportamientos dinámicos de la superficie que influyen en sus entornos energéticos y magnéticos. Esta actividad magnética estelar es clave para determinar si una estrella determinada alberga planetas que podrían albergar vida.
El trabajo de la investigadora postdoctoral de Rice Alison Farrish y los astrofísicos David Alexander y Christopher Johns-Krull aparece en un estudio publicado en The Astrophysical Journal. La investigación vincula la rotación de estrellas frías con el comportamiento de su flujo magnético superficial, que a su vez impulsa la luminosidad coronal de los rayos X de la estrella, de una manera que podría ayudar a predecir cómo la actividad magnética afecta a los exoplanetas en sus sistemas.
El estudio sigue a otro dirigido por Farrish y Alexander que mostró que el “clima” espacial de una estrella puede hacer que los planetas en su “zona Ricitos de Oro” sean inhabitables.
“Todas las estrellas giran a lo largo de su vida a medida que pierden momento angular y, como resultado, se vuelven menos activas”, dijo Farrish en un comunicado. “Creemos que el sol en el pasado era más activo y eso podría haber afectado la química atmosférica temprana de la Tierra. Por lo tanto, pensar en cómo las emisiones de mayor energía de las estrellas cambian en escalas de tiempo largas es bastante importante para los estudios de exoplanetas”.
“En términos más generales, estamos tomando modelos que fueron desarrollados para el sol y viendo qué tan bien se adaptan a las estrellas”, dijo Johns-Krull.
Los investigadores se propusieron modelar cómo son las estrellas lejanas basándose en los datos limitados disponibles. Se determinó el giro y el flujo de algunas estrellas, junto con su clasificación (tipos F, G, K y M), lo que proporcionó información sobre sus tamaños y temperaturas.
Compararon las propiedades del sol, una estrella de tipo G, a través de su número de Rossby, una medida de la actividad estelar que combina su velocidad de rotación con los flujos de fluidos subsuperficiales que influyen en la distribución del flujo magnético en la superficie de una estrella, con lo que ellos sabía de otras estrellas geniales. Sus modelos sugieren que el “clima espacial” de cada estrella funciona de la misma manera, influyendo en las condiciones de sus respectivos planetas.
— David Alexander (@solar_da) August 9, 2021
“El estudio sugiere que las estrellas, al menos las estrellas frías, no son muy diferentes entre sí”, dijo Alexander. “Desde nuestra perspectiva, el modelo de Alison se puede aplicar sin temor ni favoritismos cuando observamos exoplanetas alrededor de estrellas M, F o K, así como, por supuesto, otras estrellas G.
“También sugiere algo mucho más interesante para la física estelar establecida, que el proceso por el cual se genera un campo magnético puede ser bastante similar en todas las estrellas frías. Eso es un poco sorprendente”, dijo. Esto podría incluir estrellas que, a diferencia del sol, son convectivas hasta el núcleo.
“Todas las estrellas como el sol fusionan hidrógeno y helio en sus núcleos y esa energía se transporta primero en la radiación de los fotones hacia la superficie”, dijo Johns-Krull. “Pero golpea una zona alrededor del 60% al 70% del camino que es demasiado opaca, por lo que comienza a experimentar convección. La materia caliente se mueve desde abajo, la energía se irradia y la materia más fría vuelve a caer.
“Pero las estrellas con menos de un tercio de la masa del sol no tienen una zona radiativa; son convectivas en todas partes”, dijo. “Muchas ideas sobre cómo las estrellas generan un campo magnético dependen de que exista un límite entre las zonas radiactiva y de convección, por lo que es de esperar que las estrellas que no tienen ese límite se comporten de manera diferente. Este artículo muestra que, de muchas maneras, se comportan como el sol, una vez que te adaptas a sus propias peculiaridades “.
Farrish, quien recientemente obtuvo su doctorado en Rice y pronto comenzará una tarea de investigación postdoctoral en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA, señaló que el modelo se aplica solo a estrellas no saturadas.
“Las estrellas más magnéticamente activas son las que llamamos ‘saturadas'”, dijo Farrish. “En cierto punto, un aumento en la actividad magnética deja de mostrar el aumento asociado en la emisión de rayos X de alta energía. La razón por la que verter más magnetismo en la superficie de la estrella no genera más emisiones sigue siendo un misterio.
“Por el contrario, el sol está en régimen insaturado, donde vemos una correlación entre la actividad magnética y la emisión energética”, dijo. “Eso sucede a un nivel de actividad más moderado, y esas estrellas son de interés porque podrían proporcionar entornos más hospitalarios para los planetas”.
“La conclusión es que las observaciones, que abarcan cuatro tipos espectrales que incluyen estrellas tanto total como parcialmente convectivas, pueden representarse razonablemente bien mediante un modelo generado a partir del sol”, dijo Alexander. “También refuerza la idea de que, aunque una estrella que es 30 veces más activa que el sol puede no ser una estrella de clase G, sigue siendo captada por el análisis que ha hecho Alison”.
“Tenemos que tener claro que no estamos simulando ninguna estrella o sistema específico”, dijo. “Estamos diciendo que estadísticamente, el comportamiento magnético de una estrella M típica con un número típico de Rossby se comporta de manera similar al sol, lo que nos permite evaluar su impacto potencial en sus planetas”.
Woah! A cataclysmic energy flare ripped through our galaxy, 3.5 million years ago, astronomers say. The ‘Seyfert flare’ started near the black hole in the centre of the galaxy, and the impact was felt 200,000 light-years away. To be published soon https://t.co/rNNHFhlimj pic.twitter.com/edNJCE6JlF
— The Rogue Astronaut (@therogue_astro) October 8, 2019
