Un radiotelescopio ha observado ondas de radio con las firmas nítidas de auroras, causadas por la interacción entre el campo magnético de una estrella y un planeta en órbita a su alrededor.

La emisión de radio de una interacción estrella-planeta se ha predicho durante mucho tiempo, pero esta es la primera vez que los astrónomos han podido detectar y descifrar estas señales.

El descubrimiento, logro de un equipo de científicos que utilizan el radiotelescopio de matriz de baja frecuencia (LOFAR) en los Países Bajos, allana el camino para una forma novedosa y única de explorar el entorno alrededor de los exoplanetas, planetas que orbitan estrellas en otros sistemas solares, y determinar su habitabilidad.

En particular, las observaciones de seguimiento con el telescopio HARPS-N en España descartaron la posibilidad alternativa de que el compañero que interactúa sea otra estrella en lugar de un exoplaneta.

El trabajo aparece en artículos en Nature Astronomy and Astrophysical Journal Letters (ApJL).

El avance se centró en las enanas rojas, que son el tipo de estrella más abundante en nuestra Vía Láctea, pero mucho más pequeñas y frías que nuestro propio Sol. Esto significa que para que un planeta sea habitable, tiene que estar significativamente más cerca de su estrella de lo que la Tierra está del Sol.

Las enanas rojas también tienen campos magnéticos mucho más fuertes que el Sol, lo que significa que un planeta habitable alrededor de una enana roja está expuesto a una actividad magnética intensa. Esto puede calentar el planeta e incluso erosionar su atmósfera. Las emisiones de radio asociadas con este proceso son una de las únicas herramientas disponibles para investigar la interacción entre dichos planetas y sus estrellas.

"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 una dinamo de bicicleta", dice Harish Vedantham, autor principal del estudio en el Instituto Holandés de Radioastronomía (ASTRON). "Esto genera una gran corriente que alimenta las auroras y la emisión de radio en la estrella".

Gracias al débil campo magnético del Sol y la mayor distancia a los planetas, no se generan corrientes similares en el sistema solar. Sin embargo, la interacción de la luna Io de Júpiter con el campo magnético de Júpiter genera una emisión de radio igualmente brillante, incluso eclipsando al Sol a frecuencias suficientemente bajas.

"Adaptamos el conocimiento de décadas de observaciones de radio de Júpiter al caso de esta estrella", dice Joe Callingham, investigador postdoctoral de ASTRON y coautor del artículo de Nature Astronomy. "Se ha predicho por mucho tiempo que existe una versión ampliada de Júpiter-Io en los sistemas planeta estrella, y la emisión que observamos se ajusta muy bien a la teoría".

Para estar seguros, los astrónomos tuvieron que descartar una posibilidad alternativa: que los cuerpos que interactúan son dos estrellas en un sistema binario cercano en lugar de una estrella y su exoplaneta. El equipo buscó la firma de una estrella compañera utilizando el instrumento HARPS-N (Buscador de planetas de alta velocidad radial de precisión) en el Telescopio Nazionale Galileo italiano en La Palma.

"Las estrellas binarias que interactúan también pueden emitir ondas de radio", señala Benjamin Pope, miembro de la NASA Sagan Fellow en la Universidad de Nueva York y autor principal del artículo en ApJL. "Utilizando observaciones ópticas para el seguimiento, buscamos evidencia de un compañero estelar disfrazado de exoplaneta en los datos de radio. Descartamos este escenario con mucha fuerza, por lo que creemos que la posibilidad más probable es que un planeta del tamaño de la Tierra sea demasiado pequeño para detectarlo. con nuestros instrumentos ópticos".

El grupo ahora se está concentrando en encontrar emisiones similares de otras estrellas. "Ahora sabemos que casi todas las enanas rojas albergan planetas terrestres, por lo que debe haber otras estrellas que muestren emisiones similares", observa Callingham, también coautor del artículo de ApJL. "Queremos saber cómo esto impacta nuestra búsqueda de otra Tierra alrededor de otra estrella".

"Si descubrimos que la mayoría de los planetas de enanas rojas son arrasados por vientos estelares intensos, esta es una mala noticia para su habitabilidad", declaró Benjamin Pope, del Departamento de Física de la Universidad de Nueva York y coautor del artículo de Nature Astronomy.