Llamaradas estelares determinan a largo plazo habitabilidad de planetas

Madrid.

Aunque violentas e impredecibles, las llamaradas estelares emitidas por la estrella anfitriona de un planeta no necesariamente evitan que se forme vida.

La Universidad Northwestern tiene en cuenta, por el contrario, que estos fenómenos pueden determinar a largo plazo la habitabilidad de los planetas, de modo que puedan facilitar la detección de la vida.

Emitidas por las estrellas, las llamaradas son destellos repentinos de imágenes magnéticas. En la Tierra, las del Sol a veces dañan los satélites e interrumpen las comunicaciones por radio. En otras partes del universo, los centelleos estelares intensos también tienen la capacidad de agotar y destruir los gases atmosféricos, como el ozono. Sin este último, los niveles dañinos de radiación ultravioleta pueden penetrar la atmósfera, disminuyendo así las posibilidades de los planetas de albergar vida en la superficie.

Al combinar la química atmosférica en 3D y el modelado climático con datos de llamaradas observadas de estrellas distantes, un equipo liderado por la Universidad Northwestern descubrió que los destellos estelares podrían tener un papel importante en la evolución a largo plazo de la atmósfera y la habitabilidad de un planeta.

“Comparamos la química atmosférica de los planetas que experimentan llamaradas frecuentes con los que no las viven y, a largo plazo, es muy diferente. Los centelleos continuos en realidad impulsan la composición atmosférica de un planeta a un nuevo equilibrio químico”, explicó en un comunicado Howard Chen, candidato al doctorado en el Grupo de Investigación del Cambio Climático de la Northwestern, futuro investigador de la NASA y primer autor del estudio.

“Hemos descubierto que las erupciones estelares podrían no excluir la existencia de vida. En algunos casos, la quema no erosiona todo el ozono atmosférico. La vida en la superficie aún podría tener posibilidades de luchar”, agregó Daniel Horton, profesor asistente de ciencias terrestres y planetarias en la Facultad de Artes y Ciencias Weinberg de la Northwestern y autor principal del trabajo.

El estudio, que se publica en la revista Nature Astronomy, es un esfuerzo conjunto entre investigadores de las universidades Northwestern, de Colorado y de Chicago, así como del Instituto de Tecnología de Massachusetts y la NASA Nexus for Exoplanet System Science (NExSS).

Todas las estrellas, incluido nuestro Sol, destellan o liberan energía almacenada al azar. Afortunadamente para los terrícolas, las llamaradas de ese astro suelen tener un impacto mínimo en el planeta.

Gigante apacible

“Nuestro Sol es más un gigante apacible. Es más vieja y no tan activa como las estrellas más jóvenes y más pequeñas. La Tierra también tiene un fuerte campo magnético que desvía sus vientos dañinos”, señaló Allison Youngblood, astrónoma de la Universidad de Colorado y coautora del estudio.

Desafortunadamente, la mayoría de los exoplanetas con potencial de habitables no tienen tanta suerte. Para que los planetas puedan albergar vida deben estar lo suficientemente cerca de una estrella para que el agua no se congele, pero no tanto como para que se evapore.

“Estudiamos los planetas que orbitan dentro de las zonas habitables de las estrellas enanas M y K, las más comunes del universo. Hallamos que son más estrechas porque son más pequeñas y menos poderosas que las similares a nuestro Sol. Por otro lado, se cree que esos cuerpos analizados tienen una actividad de destellos más frecuentes que nuestro Sol y en sus planetas bloqueados por mareas es poco probable que haya campos magnéticos que ayuden a desviar sus vientos”, indicó Horton.

Chen y Horton realizaron antes un estudio de los promedios climáticos a largo plazo de los sistemas estelares enanos M. Sin embargo, las llamaradas ocurren en escalas de tiempo de horas o días. Aunque estas breves escalas de tiempo pueden ser difíciles de simular, incorporar los efectos de las erupciones es importante para formar una imagen más completa de las atmósferas de exoplanetas. Los investigadores lograron esto incorporando datos de destellos del Estudio de satélites de exoplanetas en tránsito, de la NASA, lanzado en 2018, en sus simulaciones de modelos.

Si hay vida en estos exoplanetas enanos M y K, trabajos anteriores plantean la hipótesis de que las erupciones estelares podrían facilitar su detección. Por ejemplo, las llamaradas estelares pueden aumentar la abundancia de gases indicadores de vida (como dióxido de nitrógeno, óxido nitroso y ácido nítrico) de niveles imperceptibles a detectables.

“Los fenómenos meteorológicos espaciales suelen verse como un detrimento de la habitabilidad –precisó Chen–. Pero nuestro estudio muestra cuantitativamente que algo de clima espacial en realidad puede ayudarnos a detectar firmas de gases importantes que podrían significar procesos biológicos.”

En el estudio han participado investigadores de una amplia gama de antecedentes y experiencia, incluidos expertos en el clima y los exoplanetas, astrónomos, teóricos y observadores.

“Este proyecto fue el resultado de un fantástico esfuerzo colectivo en equipo. Nuestro trabajo destaca los beneficios de los esfuerzos interdisciplinarios cuando se investigan las condiciones en los planetas extrasolares”, relató Eric T. Wolf, científico planetario de CU Boulder y coautor del estudio.