Los planetas pegajosos pueden provocar su propia perdición, sospechan Cheops y TESS
Astrónomos que utilizan la misión Cheops de la Agencia Espacial Europea han captado un exoplaneta que parece estar generando llamaradas de radiación provenientes de la estrella que orbita. Estas tremendas explosiones están destruyendo la tenue atmósfera del planeta, provocando su contracción cada año.
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| Una estrella brillante, ardiente, de color amarillo anaranjado, con líneas de campo magnético ondulantes, libera una intensa llamarada de luz al espacio. A la derecha de la estrella, hay un pequeño planeta rojo que toca una de sus líneas de campo magnético. La llamarada se dirige hacia el planeta. Una nube de gas alrededor del planeta parece estar siendo expulsada hacia el espacio. El fondo está lleno de estrellas, creando la impresión de espacio profundo. CRÉDITO: Danielle Futselaar (https://www.artsource.nl/) |
Esta es la primera evidencia de un "planeta con ambición de muerte". Aunque se teorizó su posibilidad desde la década de 1990, las erupciones observadas en esta investigación son aproximadamente 100 veces más energéticas de lo esperado.
La estrella de este planeta hace que nuestro Sol parezca soñoliento
Gracias a telescopios como el Telescopio Espacial James Webb de la NASA/ESA/CSA y el Satélite de Sondeo de Exoplanetas en Tránsito (TESS) de la NASA, ya teníamos algunas pistas sobre este planeta y la estrella que orbita.
Se sabía que la estrella, llamada HIP 67522, era apenas un poco más grande y fría que nuestra estrella anfitriona, el Sol. Pero mientras que el Sol tiene 4.500 millones de años, HIP 67522 tiene 17 millones de años. Alberga dos planetas. El más cercano de los dos, llamado HIP 67522 b, tarda solo siete días en orbitar su estrella anfitriona.
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| Impresión artística de Cheops, el Satélite Caracterizador de Exoplanetas, con un sistema exoplanetario al fondo. En realidad, Cheops estará situado en órbita terrestre y estudiará sistemas exoplanetarios a distancia, realizando mediciones precisas del tamaño del planeta a medida que se mueve frente a su estrella anfitriona. Estas mediciones, combinadas con la información conocida sobre la masa del planeta, permitirán estimar su densidad. Esto definirá su posible composición y estructura, indicando, por ejemplo, si es predominantemente rocoso o gaseoso, o si alberga importantes océanos. Cheops se centrará especialmente en estrellas brillantes que albergan planetas de tamaños entre la Tierra y Neptuno. Esta primera caracterización de estos mundos —muchos sin equivalentes en el Sistema Solar— es un proceso crucial para comprender la formación, el origen y la evolución de los exoplanetas en este rango de tamaño. Cheops allana el camino para la próxima generación de satélites de exoplanetas de la ESA, con dos misiones adicionales, Platón y Ariel, planificadas para la próxima década para abordar diferentes aspectos del campo en constante evolución de la ciencia de exoplanetas. CRÉDITO: ESA/ATG medialab |
Debido a su juventud y tamaño, los científicos sospechaban que la estrella HIP 67522 se agitaría y giraría con gran energía. Esta agitación y rotación la convertiría en un potente imán.
Nuestro Sol, mucho más antiguo, posee su propio campo magnético, más pequeño y tranquilo. Gracias a nuestros estudios sobre el Sol, ya sabíamos que las estrellas magnéticas pueden generar llamaradas de energía cuando se liberan repentinamente líneas de campo magnético "retorcidas". Esta energía puede manifestarse en cualquier forma, desde suaves ondas de radio hasta luz visible y agresivos rayos gamma.
Investigación a la carta con Keops
Desde que se descubrió el primer exoplaneta en la década de 1990, los astrónomos se han preguntado si algunos de ellos podrían estar orbitando lo suficientemente cerca como para perturbar los campos magnéticos de sus estrellas anfitrionas. De ser así, podrían estar provocando erupciones.
Un equipo dirigido por Ekaterina Ilin en el Instituto Holandés de Radioastronomía ( ASTRON ) pensó que con nuestros telescopios espaciales actuales, era hora de investigar esta cuestión más a fondo.
“No habíamos visto antes ningún sistema como HIP 67522; cuando se encontró el planeta, era el planeta más joven conocido en orbitar su estrella anfitriona en menos de 10 días”, dice Ekaterina.
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| Esta infografía, titulada "Los planetas pegajosos pueden provocar su propia destrucción", explica cómo el planeta HIP 67522 b, que orbita muy cerca de su estrella anfitriona, HIP 67522, desencadena destellos de luz provenientes de la estrella que orbita. La imagen principal muestra una brillante estrella de color amarillo anaranjado con líneas magnéticas arremolinadas y un pequeño planeta rojo cercano. Cuatro recuadros resaltan los pasos específicos del proceso. El primer recuadro muestra al planeta orbitando cerca de la estrella, dentro de su potente campo magnético. El segundo recuadro ilustra cómo el planeta almacena energía magnética y la devuelve en forma de ondas a lo largo de las líneas del campo magnético de la estrella. El tercer recuadro muestra el punto donde estas ondas se encuentran con la superficie de la estrella, desencadenando un brillante destello de luz. El cuarto recuadro muestra cómo estas erupciones destruyen la tenue atmósfera del planeta, provocando su contracción cada año. CRÉDITO: ESA: AGRADECIMIENTOS, ATG Europa |
El equipo utilizaba TESS para realizar un barrido amplio de estrellas que podrían estar en erupción debido a la interacción con sus planetas. Cuando TESS se centró en HIP 67522, el equipo creyó haber descubierto algo. Para asegurarse, recurrieron al sensible Satélite de Caracterización de Exoplanetas de la ESA, Cheops.
“Solicitamos rápidamente tiempo de observación con Cheops, que puede apuntar a estrellas individuales a demanda con gran precisión”, dice Ekaterina. “Con Cheops observamos más erupciones, elevando el total a 15, casi todas provenientes de nuestra dirección mientras el planeta transitaba frente a la estrella, vista desde la Tierra”.
Dado que observamos las llamaradas cuando el planeta pasa frente a la estrella, es muy probable que sean provocadas por el planeta.
Una estrella en llamarada no es nada nuevo. Nuestro propio Sol libera periódicamente explosiones de energía, que en la Tierra experimentamos como «clima espacial», causante de las auroras y que puede dañar la tecnología. Pero hasta ahora solo hemos visto este intercambio de energía como una vía unidireccional entre la estrella y el planeta.
Sabiendo que HIP 67522 b orbita extremadamente cerca de su estrella anfitriona, y asumiendo que el campo magnético de la estrella es fuerte, el equipo de Ekaterina dedujo que el pegajoso HIP 67522 b se encuentra lo suficientemente cerca como para ejercer su propia influencia magnética sobre su estrella anfitriona.
Creen que el planeta acumula energía a medida que orbita y luego la redirige en forma de ondas a lo largo de las líneas del campo magnético de la estrella, como si se tratara de una cuerda. Cuando la onda alcanza el extremo de la línea del campo magnético en la superficie de la estrella, desencadena una llamarada masiva.
Es la primera vez que vemos un planeta influyendo en su estrella anfitriona, lo que cambia nuestra suposición previa de que las estrellas se comportan independientemente.
Y HIP 67522 b no solo está provocando erupciones, sino que también las está provocando en su propia dirección. Como resultado, el planeta recibe seis veces más radiación de la que recibiría normalmente.
Una caída autoimpuesta
Como era de esperar, el bombardeo de tanta radiación de alta energía no augura nada bueno para HIP 67522 b. El planeta tiene un tamaño similar a Júpiter, pero la densidad es similar a la del algodón de azúcar, lo que lo convierte en uno de los exoplanetas más tenues jamás descubiertos.
Con el tiempo, la radiación está erosionando la tenue atmósfera del planeta, lo que significa que está perdiendo masa mucho más rápido de lo previsto. En los próximos 100 millones de años, podría pasar de ser un planeta casi del tamaño de Júpiter a uno mucho más pequeño, del tamaño de Neptuno.
“El planeta parece estar provocando erupciones particularmente energéticas”, señala Ekaterina. “Las ondas que envía a lo largo de las líneas del campo magnético de la estrella desencadenan erupciones en momentos específicos. Pero la energía de las erupciones es mucho mayor que la de las ondas. Creemos que las ondas están desencadenando explosiones inminentes”.
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| Una dramática escena espacial. A la izquierda, una gran estrella naranja, brillante y ardiente, emite una intensa llamarada. Abajo a la derecha, la llamarada destruye un planeta cercano, cuya atmósfera se aleja de la estrella. Al fondo, se ve un planeta más pequeño a cierta distancia. La escena se desarrolla sobre un fondo oscuro lleno de pequeñas estrellas blancas. Crédito: Janine Fohlmeister (Instituto Leibniz de Astrofísica de Potsdam) |
Más preguntas que respuestas
Cuando se descubrió HIP 67522, era el planeta más joven conocido que orbitaba tan cerca de su estrella anfitriona. Desde entonces, los astrónomos han detectado un par de sistemas similares y probablemente existan docenas más en el universo cercano. Ekaterina y su equipo están interesados en observar más de cerca estos sistemas únicos con TESS, Cheops y otras misiones de exoplanetas.
“Tengo un millón de preguntas porque este es un fenómeno completamente nuevo, por lo que los detalles aún no están claros”, dice.
Hay dos cosas que considero cruciales ahora. La primera es realizar un seguimiento en diferentes longitudes de onda (Cheops abarca desde el visible hasta el infrarrojo cercano) para determinar qué tipo de energía se libera en estas erupciones; por ejemplo, los rayos ultravioleta y X son especialmente perjudiciales para el exoplaneta.
“El segundo es encontrar y estudiar otros sistemas estelares y planetarios similares; al pasar de un único caso a un grupo de 10 a 100 sistemas, los astrónomos teóricos tendrán algo con qué trabajar”.
Maximillian Günther, científico del proyecto Cheops en la ESA, está entusiasmado al ver que la misión contribuye a la investigación de una forma que jamás imaginó: «Cheops se diseñó para caracterizar el tamaño y la atmósfera de exoplanetas, no para buscar erupciones. Es realmente maravilloso ver cómo la misión contribuye a este y otros resultados que van mucho más allá de lo previsto».
Mirando más hacia el futuro, el futuro cazador de exoplanetas de la ESA, Plato , también estudiará estrellas similares al Sol como HIP 67522. Plato podrá capturar llamaradas mucho más pequeñas para darnos realmente los detalles que necesitamos para entender mejor qué está sucediendo.
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| Métodos para detectar planetas extrasolares o exoplanetas. Cheops, el Satélite de Caracterización de Exoplanetas, es la primera misión de la ESA dedicada al estudio de planetas extrasolares o exoplanetas. Observará estrellas brillantes que ya se sabe que albergan planetas, midiendo minúsculos cambios de brillo debidos al tránsito del planeta a través del disco estelar, un método conocido como fotometría de tránsito. La misión también descubrirá planetas previamente desconocidos alrededor de algunas de estas estrellas mediante la técnica de variaciones en el tiempo de tránsito. Otras técnicas utilizadas para descubrir exoplanetas (no empleadas por Cheops) son: velocidad radial; microlente; astrometría; imagen directa. Crédito: ESA |
NOTAS PARA LOS EDITORES
«Un planeta cercano induce erupciones en su estrella anfitriona», de Ekaterina Ilin et al., se publica hoy en Nature. DOI 10.1038/s41586-025-09236-z.
La investigación se llevó a cabo a través del Programa de Observadores Invitados de Cheops . Investigadores externos al equipo científico de Cheops reciben tiempo mediante un proceso de solicitud abierto, lo que demuestra la utilidad de la misión para la comunidad científica europea y mundial.
En un artículo acompañante, publicado hoy en Astronomy & Astrophysics (DOI 10.1051/0004-6361/202554684), los autores confirman que HIP 67522 es una estrella magnéticamente activa con una fuerte emisión de ondas de radio impulsada por su campo magnético. El equipo observó la estrella a bajas frecuencias de radio durante aproximadamente 135 horas con el Australian Telescope Compact Array (ATCA), lo que la reveló como una fuente brillante y ráfaga de ondas de radio. Al mismo tiempo, los autores no encontraron señales de erupciones de ondas de radio que pudieran atribuirse a la interacción de la estrella con el planeta. Esta no detección es compatible con las expectativas de que las erupciones inducidas por el planeta sean demasiado débiles para ser detectadas por el ATCA, en consonancia con la conclusión del artículo de Nature de que la interacción magnética entre estrella y planeta impulsa la actividad de erupciones.
