El mejor sitio donde buscar vida en el cosmos pueden ser las estrellas más antiguas

En el análisis de nuestro universo, los científicos en el pasado supusieron que las estrellas aplicaban un freno magnético eterno, provocando una desaceleración interminable de su rotación. Con nuevas observaciones y métodos sofisticados, ahora han echado un vistazo a los secretos magnéticos de una estrella y han descubierto que no son lo que esperaban.

Los puntos críticos cósmicos para encontrar vecinos extraterrestres podrían estar alrededor de estrellas que atraviesan su crisis de mediana edad y aún las más viejas. Este hallazgo innovador, que arroja luz sobre los fenómenos magnéticos y los entornos habitables, acaba de ser publicado en The Astrophysical Journal Letters.

En 1995, los astrónomos suizos Michael Mayor y Didier Queloz anunciaron el primer descubrimiento de un planeta fuera de nuestro sistema solar, orbitando una estrella distante parecida al Sol conocida como 51 Pegasi. Desde entonces, se han encontrado más de 5.500 de los llamados exoplanetas alrededor de otras estrellas de nuestra galaxia, y en 2019 los dos científicos compartieron el Premio Nobel de Física por su trabajo pionero.

Ahora, nuevas observaciones fueron publicadas por un equipo internacional de astrónomos, donde sugieren que el entorno magnético actual alrededor de la estrella puede ser particularmente favorable para el desarrollo de vida compleja.

Las estrellas como el Sol nacen girando rápidamente, lo que crea un fuerte campo magnético que puede estallar violentamente, bombardeando sus sistemas planetarios con partículas cargadas y radiación dañina. Durante miles de millones de años, la rotación de la estrella se ralentiza gradualmente a medida que su campo magnético es arrastrado por un viento que fluye desde su superficie, un proceso conocido como frenado magnético. La rotación más lenta produce un campo magnético más débil y ambas propiedades continúan disminuyendo y cada una se alimenta de la otra. Hasta hace poco, los astrónomos habían asumido que el frenado magnético continúa indefinidamente, pero nuevas observaciones han comenzado a cuestionar esta suposición.

Esto está cambiando los libros de texto sobre cómo la rotación y el magnetismo en estrellas más antiguas como el Sol cambian más allá de la mitad de su vida. Esto tendría importantes consecuencias para el entendimiento de las estrellas con sistemas planetarios y sus perspectivas de desarrollo de civilizaciones avanzadas. Esto se debe a que el frenado magnético debilitado también estrangula el viento estelar y hace que los eventos eruptivos devastadores sean menos probables.

El equipo de astrónomos de Estados Unidos y Europa combinó observaciones de 51 pegasos del satélite de estudio de exoplanetas en tránsito (TESS) de la NASA con mediciones de vanguardia de su campo magnético realizadas por el Gran Telescopio Binocular (LBT) en Arizona utilizando el instrumento polarimétrico y espectroscópico Potsdam Echelle (PEPSI).

Aunque el exoplaneta que orbita 51 Pegasi no pasa frente a su estrella madre visto desde la Tierra, la estrella misma muestra variaciones sutiles de brillo en las observaciones TESS que pueden usarse para medir el radio, la masa y la edad, una técnica conocida como astrosismología.

Mientras tanto, el campo magnético de la estrella imprime una pequeña cantidad de polarización en la luz estelar, lo que permite a PEPSI crear un mapa magnético de la superficie estelar a medida que la estrella gira, una técnica conocida como imagen Zeeman-Doppler. En conjunto, estas mediciones permitieron al equipo evaluar el entorno magnético actual alrededor de la estrella.

Observaciones anteriores del telescopio espacial Kepler de la NASA ya sugerían que el frenado magnético podría debilitarse sustancialmente más allá de la edad del Sol, rompiendo la estrecha relación entre la rotación y el magnetismo en las estrellas más viejas. Sin embargo, la evidencia de este cambio era indirecta y se había basado en mediciones de la tasa de rotación de estrellas con una amplia gama de edades. Estaba claro que la rotación dejaba de disminuir en algún momento cercano a la edad del Sol (4.500 millones de años) y que el frenado magnético debilitado en las estrellas más viejas podría reproducir este comportamiento. Sin embargo, sólo las mediciones directas pueden establecer las causas subyacentes, y los objetivos observados por Kepler eran demasiado débiles para las observaciones LBT.

La misión TESS comenzó a recopilar datos similar a las observaciones de Kepler en 2018, pero para las estrellas más cercanas y brillantes del cielo, incluidas 51 Pegasi. En los últimos años, el equipo comenzó a utilizar PEPSI en el LBT para medir los campos magnéticos de varios objetivos TESS, construyendo gradualmente una nueva comprensión de cómo cambia el magnetismo en estrellas como el Sol a medida que crecen. Esta nueva investigación reveló que el frenado magnético cambia repentinamente en estrellas que son ligeramente más jóvenes que el Sol, volviéndose 10 veces más débiles en ese punto y disminuyendo aún más a medida que las estrellas continúan envejeciendo.

El equipo atribuyó estos cambios a una modificación inesperada en la fuerza y complejidad del campo magnético, y a la influencia de ese cambio en el viento estelar. Las propiedades recientemente medidas de 51 Pegasi muestran que, al igual que nuestro propio Sol, ya ha pasado por esta transición hacia un frenado magnético debilitado.

En nuestro sistema solar, la transición de la vida de los océanos a la tierra ocurrió hace varios cientos de millones de años, coincidiendo con el momento en que el frenado magnético comenzó a debilitarse en el Sol. Las estrellas jóvenes bombardean sus planetas con radiación y partículas cargadas que son hostiles al desarrollo de vida compleja, pero las estrellas más viejas parecen proporcionar un entorno más estable. De este modo, los hallazgos sugieren que los mejores lugares para buscar vida fuera de nuestro sistema solar podrían ser alrededor de estrellas de mediana edad y mayores.

* Travis Metcalfe es el primer autor del trabajo, además es Director Ejecutivo, científico e investigador sénior en White Dwarf Research Corporation en Golden (Colorado, EEUU)

*La información contenida en este artículo periodístico se desprende de la investigación denominada “Frenado magnético debilitado en la estrella anfitriona del exoplaneta 51 Peg” publicada en The Astrophysical Journal Letters, de la que también forman parte: Klaus G. Strassmeier, Ilya V. Ilyin, Derek Buzasi, Oleg Kochukhov, Thomas R. Ayres, Sarbani Basu, Ashley Chontos, Adam J. Finley, Victor See, Keivan G. Stassun, Jennifer L. van Saders, Aldo G. Sepulveda, y George R. Ricker