Chandra descubre que los exoplanetas necesitan estar preparados para el clima espacial extremo

Esta ilustración de un artista representa los resultados de un nuevo estudio que examina los efectos de los rayos X y otras radiaciones de alta energía que emite una estrella anfitriona sobre posibles exoplanetas . Como se describe en nuestro último comunicado de prensa, los astrónomos que utilizan el Observatorio de rayos X Chandra de la NASA y el XMM-Newton de la ESA observaron Wolf 359, una enana roja que se encuentra a solo 7,8 años luz de la Tierra, lo que la convierte en una de las estrellas más cercanas a la Tierra aparte del Sol.

Esta ilustración de un artista representa los resultados de un nuevo estudio que examina los efectos de los rayos X y otras radiaciones de alta energía liberadas sobre posibles exoplanetas de Wolf 359, una estrella enana roja cercana. Los investigadores utilizaron Chandra y XMM-Newton para estudiar el impacto de los rayos X constantes y la radiación ultravioleta energética de Wolf 359 en las atmósferas de los planetas que podrían estar orbitando la estrella. Descubrieron que solo un planeta con gases de efecto invernadero como el dióxido de carbono en su atmósfera y a una distancia relativamente grande de Wolf 359 tendría la posibilidad de albergar vida tal como la conocemos. Crédito: NASA/CXC/SAO/M.Weiss. Recuadro: Los investigadores utilizaron datos de la estrella Wolf 359 de Chandra, que aparece en la imagen, y de XMM para estudiar el impacto de la constante radiación ultravioleta (UV) y de los rayos X en las atmósferas de los planetas que podrían estar orbitando la estrella. Descubrieron que solo un planeta con gases de efecto invernadero como el dióxido de carbono en su atmósfera y a una distancia relativamente grande de Wolf 359 tendría la posibilidad de albergar vida tal como la conocemos alrededor de una estrella cercana. Crédito: NASA/CXC/SAO/S. Wolk; Procesamiento de imágenes: NASA/CXC/SAO/N. Wolk

La representación del artista muestra a Wolf 359 en primer plano y un posible planeta en órbita a su alrededor en el fondo. Las enanas rojas son el tipo de estrella más común en el Universo. Son mucho más pequeñas y tenues que las estrellas similares al Sol, lo que les permite durar billones de años. Esto daría a los planetas en órbita a su alrededor tiempo suficiente para que se forme y surja la vida, lo que las hace particularmente interesantes para los científicos que buscan vida más allá del Sistema Solar.

En el nuevo estudio, los investigadores utilizaron Chandra y XMM para estudiar el impacto de la constante radiación ultravioleta (UV) y de rayos X de Wolf 359 sobre las atmósferas de los planetas que podrían estar orbitando la estrella. Descubrieron que solo un planeta con gases de efecto invernadero como el dióxido de carbono en su atmósfera y a una distancia relativamente grande de Wolf 359 tendría la posibilidad de albergar vida tal como la conocemos alrededor de una estrella cercana. El planeta está representado con la densa capa de nubes que se espera debido a los efectos de los gases de efecto invernadero.

Su trabajo sugiere que el simple hecho de estar lo suficientemente lejos de la radiación dañina de la estrella no sería suficiente para permitir que un planeta alrededor de Wolf 359 pudiera albergar vida. El equipo estudió la “zona habitable”, la región alrededor de una estrella donde podría existir agua líquida en la superficie de un planeta, para Wolf 359. Descubrieron que un planeta similar a la Tierra en medio de la zona habitable cubierto de gases de efecto invernadero debería ser capaz de mantener una atmósfera durante casi dos mil millones de años.

Además de los peligros que plantea la radiación constante y diaria de alta energía de una estrella como Wolf 359, cualquier planeta en órbita estaría sujeto a ocasionales explosiones gigantes de rayos X. Utilizando observaciones con Chandra y XMM-Newton, los astrónomos descubrieron 18 llamaradas de rayos X, o estallidos, de Wolf 359 en menos de 4 días. Los datos de Chandra de Wolf 359 se muestran en el recuadro. Extrapolando a partir de estas llamaradas observadas, el equipo espera que se produzcan llamaradas mucho más potentes y dañinas durante períodos de tiempo más largos. Los efectos combinados de la radiación constante de rayos X y UV y las llamaradas significan que es poco probable que cualquier planeta ubicado en la zona habitable tenga una atmósfera significativa durante el tiempo suficiente para que se forme y sobreviva la vida multicelular, tal como la conocemos en la Tierra. (La evidencia sugiere que tomó al menos 3 mil millones de años para que surgiera la vida multicelular en la Tierra). La excepción es el borde exterior de la zona habitable si un planeta tiene un efecto invernadero significativo.

Los investigadores utilizaron una técnica especial para estimar la energía de la radiación ultravioleta de Wolf 359 utilizando Chandra. El equipo observó la diferencia en la radiación medida con la cámara de alta resolución (HRC) utilizando dos filtros diferentes: primero, un filtro grueso que permite detectar solo rayos X, y segundo, un filtro más delgado que permite detectar tanto los rayos X como la radiación ultravioleta. Actualmente no existen misiones espaciales especializadas para estudiar la radiación ultravioleta más energética.

Estos resultados se presentaron en la 245.ª reunión de la Sociedad Astronómica Estadounidense en National Harbor (Maryland) y se están preparando para su publicación en una revista. El Centro Marshall de Vuelos Espaciales de la NASA gestiona el programa Chandra. El Centro de rayos X Chandra del Observatorio Astrofísico Smithsoniano controla las operaciones científicas desde Cambridge (Massachusetts) y las operaciones de vuelo desde Burlington (Massachusetts).

Crédito Rayos X: NASA/CXC/SAO/S.Wolk, et al.; Ilustración: NASA/CXC/SAO/M.Weiss; Procesamiento de imágenes: NASA/CXC/SAO/N. Wolk

Publicado en Chandra el 16 de enero del 2025, enlace publicación.