Uso de ondas de radio para descubrir y estudiar exoplanetas

Esfera roja grande y esfera más pequeña conectadas por filamentos azules sobre fondo negro.

Concepto artístico de la atmósfera de un planeta rocoso que interactúa con el fuerte campo magnético de su estrella enana roja cercana. Esto crearía auroras en la atmósfera del planeta lo suficientemente poderosas como para que sus ondas de radio sean detectadas desde la Tierra. Imagen víaASTRON.


ExoplanetasLas estrellas distantes en órbita son difíciles de detectar, pero hay varias formas de hacerlo. El método más popular es observar si la luz de una estrella se sumerge cuando un exoplanetatránsitosen frente de eso. Otros exoplanetas se encuentran a través de unpequeño turnoen el movimiento de una estrella a través del espacio, causado por el tirón de la gravedad de un exoplaneta. Rara vez, algunos exoplanetas se encuentran a través deimagen directa. Ahora hay otra técnica novedosa que los científicos están probando: encontrar ondas de radio de auroras causadas por la interacción entre un planeta y su estrella,enano Rojoestrellas en particular. Y ahora los científicos que utilizan esta nueva técnica tienen su primer exoplaneta candidato.

Uso de la matriz de baja frecuencia (Promesas) radiotelescopio, científicos de los Países Bajos han detectadoondas de radio inusualesprocedente de la cercana estrella enana rojaGJ1151. Estas ondas de radio son justo lo que se esperaría de las auroras en un planeta, causadas por la interacción de la estrella y un fuerte campo magnético alrededor de un cuerpo planetario.


El intriganterevisado por pareslos hallazgos fueronpublicadoenNaturalezael 17 de febrero de 2020.

Harish Vedantham, autor principal del estudio y un Instituto Holandés de Radioastronomía (ASTRON) científico del personal, dijo en undeclaración:

El movimiento del planeta a través del fuerte campo magnético de una enana roja actúa como un motor eléctrico de la misma manera que funciona la dinamo de una bicicleta. Esto genera una enorme corriente que alimenta las auroras y la emisión de radio de la estrella.

Básicamente, las ondas de radio generadas por las auroras en un planeta podrían considerarse evidencia de que el planeta existe, incluso si aún no ha sido detectado por otros métodos. Para este estudio, serían planetas orbitando estrellas enanas rojas, ya que tienen campos magnéticos más fuertes que podrían generar auroras lo suficientemente poderosas como para ser detectadas.


Planeta con bandas de colores y manchas azul violeta en la parte superior e inferior.

Auroras en los polos de Júpiter el 2 de octubre de 2011. Esta imagen es una combinación de datos delObservatorio de rayos X Chandray eltelescopio espacial Hubble. Las auroras similares serían más poderosas en planetas que orbitan cerca de estrellas enanas rojas y podrían ser detectadas por sus ondas de radio. Imagen vía NASA / CXC / UCL / W. Dunn et al./ STScI /Ciencia-Noticias.

Esto no funciona en nuestro propio sistema solar, ya que el campo magnético del sol es más débil y, por lo tanto, las corrientes generadas en las atmósferas de los planetas no son tan fuertes. De acuerdo aJoe Callingham, coautor del estudio:

Adaptamos el conocimiento de décadas de observaciones de radio de Júpiter al caso de esta estrella. Se ha predicho durante mucho tiempo que existe una versión ampliada de Júpiter-Io en forma de un sistema estrella-planeta, y la emisión que observamos se ajusta muy bien a la teoría.

Los investigadores ahora quieren buscar en otras enanas rojas emisiones similares. Ya se han encontrado muchos exoplanetas orbitando enanas rojas, y las enanas rojas son el tipo de estrella más común en nuestra galaxia. Es lógico, entonces, que muchos más exoplanetas estén esperando ser encontrados alrededor de estas estrellas. Según Callingham:


Ahora sabemos que casi todas las enanas rojas albergan planetas terrestres, por lo que debe haber otras estrellas que muestren una emisión similar. Queremos saber cómo esto impacta nuestra búsqueda de otra Tierra alrededor de otra estrella.

11 esferas pequeñas sobre fondo negro con anotaciones de texto.

Muchos planetas que orbitan cerca de estrellas enanas rojas probablemente serían inhabitables debido a la fuerte radiación solar. Pero no todos. El sistema TRAPPIST-1 tiene al menos siete planetas rocosos del tamaño de la Tierra, de los cuales se cree que al menos tres son potencialmente habitables. Esta ilustración los compara (conceptos del artista) con los cuatro planetas rocosos de nuestro sistema solar. Imagen vía NASA /JPL-Caltech.

Para hacer esto, los investigadores utilizarán imágenes del estudio en curso del cielo del norte llamado LOFAR Two Meter Sky Survey (LoTSS), también llamada encuesta de área amplia de LoTSS.Tim Shimwell, coautor del estudio, dijo:

Con la sensibilidad de LOFAR, esperamos encontrar alrededor de 100 de estos sistemas en el vecindario solar. LOFAR será el mejor juego de la ciudad para tal ciencia hasta que elMatriz de kilómetros cuadradosentra en línea.


Esta no solo podría ser una forma nueva y única de detectar exoplanetas, sino que también podría ayudar a comprender mejor el entorno de esos planetas. Según Vedantham:

El objetivo a largo plazo es determinar qué impacto tiene la actividad magnética de la estrella en la habitabilidad de un exoplaneta, y las emisiones de radio son una gran pieza de ese rompecabezas. Nuestro trabajo ha demostrado que esto es viable con la nueva generación de radiotelescopios y nos pone en un camino emocionante.

Para muchos planetas que orbitan alrededor de enanas rojas, la habitabilidad puede verse seriamente comprometida. Las enanas rojas, con sus intensos campos magnéticos, generan una poderosa radiación solar, que puede despojar las atmósferas de los planetas demasiado cercanos, haciéndolos inhabitables, al menos en la superficie. Pero no todos los planetas sufrirán necesariamente ese destino, y todavía debería haber planetas que estén lo suficientemente lejos de sus estrellas enanas rojas para evitar ese problema, aunque tampoco lo están.tambiénlejos, lo que les permite posiblemente tener agua líquida.

Hombre sonriente con sombrero con canto rodado detrás de él.

Harish Vedantham de ASTRON, autor principal del nuevo estudio. Imagen víaASTRON.

losTRAPPIST-1system es un buen ejemplo de esto. Hay al menos siete mundos rocosos del tamaño de la Tierra orbitando esta enana roja, y se cree que al menos tres de ellos son potencialmente habitables con la posibilidad de tener agua líquida en sus superficies. Será muy interesante ver qué revela el estudio posterior de estos mundos.

La detección de auroras planetarias por las ondas de radio que emiten será una nueva y emocionante forma de encontrar y estudiar exoplanetas, incluidos los que otros métodos pueden pasar por alto. ¡Manténganse al tanto!

En pocas palabras: un estudio de los Países Bajos muestra una nueva forma en que los científicos pueden detectar exoplanetas a partir de las ondas de radio generadas por las auroras en esos mundos.

Fuente: emisión de radio coherente de una enana roja inactiva indicativa de interacción estrella-planeta

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