Estrellas en sintonía: el fascinante vínculo entre eventos magnéticos y vida en otros sistemas solares

Un equipo de investigación del Observatorio Astronómico de Córdoba (OAC) y de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM)  estudió un grupo de estrellas cercanas al Sol para entender cómo su actividad magnética puede influir en la capacidad de  propiciar las condiciones para el origen de la vida en hipotéticos planetas orbitando a su alrededor. [22.12.2023]

Creer que estamos solos en un Universo compuesto por millones de sistemas solares similares al nuestro implica retraerse miles de años, cuando la teoría geocéntrica ubicaba a la Tierra en el centro del universo y todos los cuerpos celestes girando a su alrededor.

Con el avance de la tecnología y técnicas de gran precisión,  hoy es factible indagar cómo las propiedades de estrellas distintas al Sol, pero ubicadas a millones de kilómetros de distancia, pueden influir en el surgimiento de vida.

Para buscar planetas extrasolares, la Nasa lanzó la misión TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) en 2018. Se trata de un telescopio espacial, capaz de detectar estos objetos con el método de tránsito.

Utilizando datos obtenidos por TESS, el equipo de investigación observó fulguraciones o llamaradas emitidas hacia el espacio, en un tipo especial de estrellas: las enanas ultra-frías.

Publicado recientemente en Monthly Notices of The Royal Astronomical Society, el trabajo partió de la base de que las fulguraciones y las manchas oscuras han sido observadas tanto en el Sol como en estrellas que difieren significativamente en masa y estado evolutivo.

El responsable de generar esas fulguraciones y manchas oscuras es el propio campo magnético que posee cada estrella. En astronomía, para entender cómo se generan y amplifican estos campos magnéticos se utiliza un modelo de dínamo muy conocido, denominado “alfa-omega»,  que describe un proceso físico capaz de convertir energía cinética (o de  movimiento) en energía electromagnética.

Esta energía se desplaza y se transforma a través de  diferentes mecanismos según el tipo de estrella, una manera puede ser por convección, en la cual el material caliente en el interior de la estrella asciende hacia la superficie, mientras que el material más frío en la superficie desciende hacia el interior y la otra es por radiación donde la energía viaja en forma de ondas electromagnéticas a través del espacio interno de la estrella.

En estrellas similares a nuestro Sol, como las FGK y M tempranas, se cree que este modelo de dínamo “alfa-omega”  opera en una región llamada «tacoclina», ubicada en el interior estelar que separa la zona en la que la energía de la estrella se transporta por radiación y la zona en la que la energía se transporta por convección.

 La coexistencia de ambos mecanismos de transporte hace que a estas estrellas se las conozca como parcialmente convectivas. Sin embargo, las estrellas M tardías, caracterizadas por ser completamente convectivas (es decir donde el único mecanismo de transporte de energía es la convección), carecen de tacoclina, lo que desafía el modelo predominante observado en estrellas como nuestro propio Sol.

La gran incógnita que surge es si las fulguraciones, esas impresionantes manifestaciones del campo magnético estelar, comparten propiedades tales como energía y duración similares en estrellas puramente convectivas y en aquellas que solo presentan convección parcial.

Desvelando los misterios de las fulguraciones

En la búsqueda de respuestas sobre la actividad estelar en enanas ultra-frías, el estudio conducido por Romina Petrucci, Investigadora del OAC y de CONICET, aprovechó los datos de la misión espacial TESS.

Los empleó para detectar y examinar fulguraciones y períodos de rotación producidos por manchas oscuras en 208 de estas estrellas, caracterizadas por ser puramente convectivas y tener temperaturas efectivas inferiores a 3000 K. Este grupo incluye tanto estrellas M tardías como enanas marrones, objetos intrigantes en el espectro estelar.

Con algoritmos de búsqueda especializados, el equipo identificó períodos de rotación en 87 de estos objetos y analizó 778 fulguraciones provenientes de 103 enanas ultra-frías.

Un descubrimiento destacado fue la sorprendente similitud en la relación existente entre la duración y la energía de las fulguraciones, así como la frecuencia de su ocurrencia en esas enanas ultra-frías y estrellas parcialmente convectivas como nuestro Sol.

Este resultado, obtenido dentro de márgenes de error, sugiere que dos mecanismos de dínamo completamente diferentes pueden generar fulguraciones con características y comportamientos notoriamente similares en estrellas parcialmente convectivas y en objetos completamente convectivos, como las enanas ultra-frías.

Este hallazgo despierta un profundo interés, ya que arroja luz sobre la diversidad de procesos magnéticos que impulsan la actividad estelar en diferentes contextos, proporcionando una perspectiva única sobre la dinámica del universo.

Toda esta investigación vinculada a las fulguraciones o llamaradas generadas por las estrellas ultra-frías llevó al descubrimiento que no son tan diferentes a las estrellas como nuestro Sol si no que también ofrecen una ventana única para explorar detalladamente sistemas planetarios.

Con masas inferiores a 0.08 veces la masa del Sol y radios diminutos (por debajo de 0.35 veces el radio solar), las enanas ultra-frías se perfilan como candidatas ideales para estudios en profundidad de sus sistemas planetarios. ¿Por qué? Su baja masa y pequeño tamaño hacen que la detección de planetas tipo terrestre sea mucho más accesible con las técnicas de búsqueda actuales.

Además, la proximidad de la zona habitable, donde las condiciones podrían ser propicias para la existencia de agua líquida y, potencialmente, de vida, constituye otro elemento intrigante. Dada la baja temperatura de estas estrellas, la zona habitable se encuentra más cerca, lo que facilita la búsqueda de planetas terrestres habitables.

Aventuras más allá de las observaciones

Utilizando datos de la misión TESS, la investigación se aventuró aún más allá, explica Petrucci: “Evaluamos la posibilidad de que las fulguraciones en estas estrellas ultra-frías, con su liberación de energía ultravioleta (UV), pudieran propiciar condiciones para la abiogénesis, el proceso de origen de la vida a partir de compuestos orgánicos simples.”

La abiogénesis refiere a la teoría científica que postula que la vida, específicamente organismos complejos, puede originarse a partir de sustancias inorgánicas y procesos químicos, sin la necesidad de intervención de organismos vivos preexistentes.

“Sin embargo, nuestros resultados revelaron que la radiación UV emitida durante las fulguraciones no es suficiente para impulsar la química prebiótica en un planeta orbitando alrededor de estas estrellas” finaliza la investigadora.

Aunque esta respuesta plantea nuevas preguntas sobre la capacidad de partículas altamente energéticas para activar la abiogénesis, la incursión en el estudio de estos sistemas planetarios en torno a enanas ultra-frías le ofrece a la comunidad científica una fascinante senda por explorar en futuras investigaciones.