Las radiografías revelan el temperamento de posibles estrellas anfitrionas del planeta

Artist illustration of of possible planet-hosting stars.
GJ 176: una estrella más vieja que el Sol en más de un mil millones de años de edad
Créditos: radiografía: NASA/CXC/Queens Univ. de Belfast/R. Booth, et al.; Ilustración: NASA/CXC/m. Weiss

Un nuevo estudio de rayos X ha revelado que las estrellas como el Sol y sus primos menos masivos se calman sorpresivamente rápidamente después de una juventud turbulenta. Este resultado tiene implicaciones positivas para la habitabilidad a largo plazo de planetas que orbitan tales estrellas.

Un equipo de investigadores utilizó datos del Observatorio Chandra x-ray de la NASA y del XMM-Newton de la ESA para ver cómo se comparan con el tiempo el brillo de las estrellas en forma de rayos x similar al Sol. La emisión de rayos X de una estrella proviene de una capa delgada, caliente y externa, llamada corona. A partir de estudios de emisión de rayos X solares, los astrónomos han determinado que la corona se calienta por procesos relacionados con la interacción de movimientos turbulentos y campos magnéticos en las capas externas de una estrella.

Los altos niveles de actividad magnética pueden producir rayos X brillantes y luz ultravioleta de llamaradas estelares. La actividad magnética fuerte puede también generar las erupciones de gran alcance del material de la superficie de la estrella. Tal radiación y erupciones energéticas pueden impactar a los planetas y podrían dañar o destruir sus atmósferas, como se indicó en estudios anteriores, incluyendo el trabajo de Chandra reportado en 2011 y 2013.

Puesto que la actividad magnética del espejo de las radiografías estelares, las observaciones de la radiografía pueden decir a astrónomos sobre el ambiente de alta energía alrededor de la estrella. El nuevo estudio utiliza los datos de rayos x de Chandra y XMM-Newton para mostrar que las estrellas como el Sol y sus primos menos masivos disminuyen en el brillo de rayos x sorprendentemente rápido.

Específicamente, los investigadores examinaron 24 estrellas que tienen masas similares al Sol o menos, y las edades de mil millones de años o más. (para el contexto, el Sol tiene 4,5 mil millones años de edad.) El rápido descenso observado en el brillo de rayos X implica una rápida disminución de la actividad energética, que puede proporcionar un ambiente hospitalario para la formación y evolución de la vida en cualquier planeta Orbitante.

"Esta es una buena noticia para la futura habitabilidad de planetas orbitando estrellas como el Sol, porque la cantidad de rayos X dañinos y la radiación ultravioleta que impacta a estos mundos de bengalas estelares sería menos de lo que Solíamos pensar", dijo Rachel Booth, una estudiante de posgrado en Queen ' s University en Belfast, Reino Unido, quien lideró el estudio.

Este resultado es diferente de otros trabajos recientes sobre estrellas como el Sol y más bajas de la masa con las edades menos que mil millones años. El nuevo trabajo muestra que las estrellas mayores caen en la actividad mucho más rápidamente que sus homólogos más jóvenes.

"Hemos oído hablar mucho de la volatilidad de las estrellas menos masivas que el Sol, como Trapper-1 y Proxima Centauri, y cómo eso es malo para las atmósferas que apoyan la vida en sus planetas", dijo Katja Poppenhaeger, coautora de la Universidad de Queen y la Centro de Astrofísica de Harvard-Smithsonian (CFA) en Cambridge, Massachusetts. "Es refrescante tener algunas buenas noticias para compartir acerca de la habitabilidad potencial."

Para entender lo rápido que el nivel de actividad magnética estelar cambia con el tiempo, los astrónomos necesitan edades precisas para muchas estrellas diferentes. Esta es una tarea difícil, pero recientemente están disponible nuevas estimaciones precisas de la edad de los estudios de la forma en que una estrella pulsa utilizando las misiones de la NASA Kepler y la ESA de Corot. Estas estimaciones de la nueva era fueron usadas para la mayoría de las 24 estrellas estudiadas aquí.

Los astrónomos han observado que la mayoría de las estrellas son muy magnéticamente activas cuando son jóvenes, ya que las estrellas están girando rápidamente. Mientras que la estrella giratoria pierde energía con el tiempo, la estrella gira más lentamente y el nivel de la actividad magnética, junto con la emisión asociada de la radiografía, cae.

"No estamos exactamente seguros de por qué las estrellas mayores se establecen relativamente rápido", dijo el coautor Chris Watson de la Universidad de Queen. "Sin embargo, sabemos que ha llevado a la formación exitosa de la vida en al menos un caso – alrededor de nuestro propio Sol."

Una posibilidad es que la disminución en la tasa de Spin de las estrellas mayores ocurra más rápidamente que para las estrellas más jóvenes. Otra posibilidad es que el brillo de la radiografía disminuya más rápidamente con el tiempo para las estrellas más viejas, más lentamente de rotación que lo hace para las estrellas más jóvenes.

Un documento que describe estos resultados ha sido aceptado para su publicación en los avisos mensuales de la Royal astronómica Society, y está disponible en línea. Los otros coautores son Victor Silva Aguirre de la Universidad de Aarhus en Dinamarca y Scott Wolk de CFA.

El centro Marshall de vuelos espaciales de la NASA en Huntsville, Alabama, administra el programa Chandra para la dirección de la misión científica de la NASA en Washington. El Observatorio Astrofísico del Smithsonian en Cambridge, Massachusetts, controla la ciencia y las operaciones de vuelo de Chandra.

Molly Porter
Marshall Space Flight Center, Huntsville, Ala.
256-544-0034
molly.a.porter@nasa.gov
Last Updated: Sept. 6, 2017
Editor: Lee Mohon

Traducción: El Quelonio Volador

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