Chandra de la NASA: los planetas pueden ser una fórmula antienvejecimiento para las estrellas

Los planetas pueden obligar a sus estrellas anfitrionas a aparentar ser más jóvenes que su edad, según un nuevo estudio de múltiples sistemas que utiliza el Observatorio de rayos X Chandra de la NASA. Esta puede ser la mejor evidencia hasta la fecha de que algunos planetas aparentemente ralentizan el proceso de envejecimiento de sus estrellas anfitrionas.

La ilustración de un artista muestra un planeta gigante gaseoso (abajo a la derecha) orbitando cerca de su estrella anfitriona (izquierda), con otra estrella en la distancia (arriba a la derecha). Las dos estrellas están en órbita entre sí. Crédito: NASA/CXC/M.Weiss.

Si bien la propiedad antienvejecimiento de los "Júpiter calientes" (es decir, los exoplanetas gigantes gaseosos que orbitan una estrella a la distancia de Mercurio o más cerca) se ha visto antes, este resultado es la primera vez que se documenta sistemáticamente, proporcionando la prueba más sólida hasta el momento. de este exótico fenómeno.

“En medicina, se necesitan muchos pacientes inscritos en un estudio para saber si los efectos son reales o si se trata de un caso atípico”, dijo Nikoleta Ilic, del Instituto Leibniz de Astrofísica de Potsdam (AIP) en Alemania, quien dirigió este nuevo estudio. . "Lo mismo puede ser cierto en astronomía, y este estudio nos da la confianza de que estos Júpiter calientes realmente están haciendo que las estrellas que orbitan parezcan ser más jóvenes de lo que son".

Un Júpiter caliente puede influir potencialmente en su estrella anfitriona mediante las fuerzas de marea, lo que hace que la estrella gire más rápido que si no tuviera ese planeta. Esta rotación más rápida puede hacer que la estrella anfitriona sea más activa y produzca más rayos X, signos que generalmente se asocian con la juventud estelar.

Sin embargo, al igual que con los humanos, hay muchos factores que pueden determinar la vitalidad de una estrella. Todas las estrellas disminuirán su rotación y actividad y sufrirán menos explosiones a medida que envejezcan. Debido a que es un desafío determinar con precisión las edades de la mayoría de las estrellas, ha sido difícil para los astrónomos identificar si una estrella está inusualmente activa porque está siendo afectada por un planeta cercano, lo que hace que parezca más joven de lo que realmente es, o porque en realidad es joven.

El nuevo estudio de Chandra dirigido por Ilic abordó este problema observando los sistemas de estrellas dobles (o "binarios") donde las estrellas están muy separadas pero solo una de ellas tiene un Júpiter caliente en órbita. Los astrónomos saben que, al igual que los gemelos humanos, las estrellas en los sistemas binarios se forman al mismo tiempo. La separación entre las estrellas es demasiado grande para que se influyan entre sí o para que el calor de Júpiter afecte a la otra estrella. Esto significa que podrían usar la estrella sin planetas en el sistema como sujeto de control.

"Es casi como usar gemelos en un estudio en el que un gemelo vive en un vecindario completamente diferente que afecta su salud", dijo la coautora Katja Poppenhaeger, también de AIP. "Al comparar una estrella con un planeta cercano con su gemelo sin uno, podemos estudiar las diferencias en el comportamiento de las estrellas de la misma edad".

El equipo usó la cantidad de rayos X para determinar qué tan "joven" está actuando una estrella. Buscaron pruebas de la influencia de planeta a estrella estudiando casi tres docenas de sistemas en rayos X (la muestra final contenía 10 sistemas observados por Chandra y seis por XMM-Newton de la ESA, con varios observados por ambos). Descubrieron que las estrellas con Júpiter calientes tendían a ser más brillantes en rayos X y, por lo tanto, más activas que sus estrellas compañeras sin Júpiter calientes.

"En casos anteriores hubo algunos indicios muy intrigantes, pero ahora finalmente tenemos evidencia estadística de que algunos planetas están influyendo en sus estrellas y las mantienen jóvenes", dijo el coautor Marzieh Hosseini, también de AIP. "Con suerte, los estudios futuros ayudarán a descubrir más sistemas para comprender mejor este efecto".

Un artículo que describe estos resultados se publicó en la edición de julio de 2022 de Monthly Notices of the Royal Astronomical Society y aparece en línea.

El Centro de Vuelo Espacial Marshall de la NASA administra el programa Chandra. El Centro de rayos X Chandra del Observatorio Astrofísico Smithsonian controla las operaciones científicas desde Cambridge, Massachusetts, y las operaciones de vuelo desde Burlington, Massachusetts.

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Centro de rayos X Chandra, Cambridge, Massachusetts

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• Publicado en Chandra el 2 de noviembre del 2022, enlace publicación.