El tiempo espacial puede ayudar en la búsqueda de vida

Ilustración donde se representa Kappa Cetti donde los vientos estelares son 50 veces más potentes que nuestro Sol. Un planeta similar a la Tierra en este sistema necesitaría de un potente campo magnético para proteger la vida tal y como la conocemos.





Los científicos están estudiando el "tiempo" alrededor de jóvenes estrellas como el Sol para intentar comprender las condiciones necesarias para que un sistema pueda tener planetas que tendrían una oportunidad de acoger la vida.


Kappa Ceti es una estrella relativamente cercana que se asemeja a nuestro Sol en su juventud, cuando contaba sólo con 500 millones de años de edad. Pero los resultados de un estudio detallado de Kappa Ceti revelan una estrella mucho más violenta y activa que nuestro Sol de hoy en día.

Cuando miramos a las estrellas en el cielo nocturno, las solemos imaginar como serenas bolas incandescentes de gas que iluminarán el universo por miles de millones de años.

Pero las estrellas emiten algo más que luz. Expulsan material, inundando continuamente su entorno con un viento estelar. También emiten enormes explosiones, llamaradas y material de masa coronal, continuamente arrojando sus capas exteriores al espacio.


Esta inundación de material expulsado de una estrella es conocido como la meteorología espacial y, hasta hace poco, ha resultado increíblemente difícil para los astrónomos estudiar en cualquier estrella distinta del Sol.

Nuestro Sol el 31 de agosto de 2012, arroja el material al espacio como parte de una eyección de masa coronal. Crédito: Flickr/Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA, CC BY




Medición de la actividad de una estrella


Una pregunta importante en astrobiología es: "¿Es habitual nuestro Sol?".

¿Nuestra estrella es inusual, con vida accidental? O existen otras estrellas similares al sol, capaz de albergar planetas con vida?

El problema es que las estrellas están muy lejos. Incluso los telescopios más potentes apenas puede ver los discos estelares, incluso de las mayores estrellas. Entonces, ¿cómo podemos estudiar el clima generado por las estrellas?

Para ello, los científicos del consorcio BCool aprovechan el hecho de que las estrellas, particularmente activas, tienen fuertes campos magnéticos que están íntimamente ligados a la actividad de la estrella.


(La luz es como una onda electromagnética) Cuando pasa a través de un fuerte campo magnético, se convierte en polarizada. El grado y tipo de polarización depende de la dirección y la fuerza del campo magnético.

Es esta polarización es la que los científicos miden en BCool para estudiar los campos magnéticos de estrellas como el Sol. Observar las estrellas en luz polarizada (es como poner gafas de Sol polarizadas en el telescopio), les permite detectar el campo magnético en la superficie de la estrella.

Un modelo de ordenador, mostrando las líneas del campo magnético de Kappa Ceti (líneas grises) en bucle fuera de la superficie de la estrella. Estos campos magnéticos generan un viento estelar 50 veces más fuerte que el de nuestro Sol. Crédito: TCD / Vidotto Do Nascimento et. al (2016). ApJLetters





A partir de esto, se calcula cómo el campo se extiende hacia afuera de la estrella, y cómo evoluciona con el tiempo. Esto les permite determinar el viento estelar y modelar el impacto de ese viento en cualquier planeta en órbita.



Una estrella joven


Kappa Ceti está localizado a 30 años luz de la Tierra, en la constelación de Cetus (la ballena).

Es muy similar a nuestro Sol, casi tan masiva, tan brillante y tan caliente. Pero mientras que nuestro Sol es de mediana edad, Kappa Ceti es mucho más joven.

Entre 400 y 800 millones de años de edad. Kappa Ceti es probablemente una buena analogía con lo que nuestro Sol era cuando empezó la vida en la Tierra.

Similar a otras jóvenes estrellas, Kappa Ceti ha probado ser muy activa magnéticamente hablando. Su superficie está salpicada con grandes manchas estelares resultantes del efecto del enfriamiento de los campos magnéticos manifestándose a través de la superficie estelar.


Mientras que nuestro Sol también tiene manchas, en las estrellas como Kappa Ceti son mucho mayores y más numerosas, que es el resultado de un campo magnético mucho más fuerte.


El fuerte campo magnético de Kappa Ceti impulsa un chorro de plasma (gas ionizado) al espacio. Es un viento estelar 50 veces más fuerte que la de nuestro Sol.

¿Qué les pasaría a los planetas alrededor de esta estrella? ¿Serían capaces de sobrevivir a este ataque estelar?



Los vientos estelares y las atmósferas


Los vientos estelares pueden ser peligrosos. Sin protección, una estrella puede despojar la atmósfera de un planeta, dejándolo como una cáscara desértica. Un viento más fuerte plantea una amenaza, más que una más débil.

Afortunadamente, los planetas a menudo tienen su propio escudo, un campo magnético que puede protegerlos de su estrella en sus peores excesos.

Esto es bien visto aquí en la Tierra. La gran mayoría del viento solar es desviado alrededor de nuestro planeta. Sólo las partículas más enérgicas dispersas, tras atravesar el campo magnético de la Tierra van hacia los polos, donde desencadenan la bella Aurora Borealis y Australis.

Representación artística de la magnetosfera de la tierra. Crédito: NASA





¿Pero podría aguantar el campo magnético de la Tierra frente a un viento tan fuerte como el de Kappa Ceti? El equipo de BCool analizó. Se piensa que, cuando la Tierra era joven, su campo magnético probablemente no era más fuerte de lo que es hoy.

Como resultado, nuestro campo magnético hubiera sido suficiente, incluso si nuestro Sol fue tan activo como Kappa Ceti. El escudo protector de la Tierra, la magnetosfera, se habría sido comprimido, reducido a aproximadamente una tercera parte de su tamaño actual. Pero habría aguantado, protegiendo la Tierra y permitiendo que nuestro planeta siguiera siendo habitable.

Sin embargo, Marte no tuvo tanta suerte. Es un pequeño planeta y su interior se enfría más rápidamente que el de la Tierra, aplastando la dínamo interna que impulsa nuestro escudo magnético del planeta.

Sin un fuerte campo magnético, Marte estaba expuesto a toda la fuerza del Sol. A través de los eones, su atmósfera lentamente se volvió más ténue. Al mismo tiempo, los restos de esa atmósfera fueron atrapadas químicamente en la superficie del planeta.

El resultado es un planeta árido, con una atmósfera muy ténue.



La búsqueda de vida ahí afuera


Los astrónomos pronto deberían comenzar a descubrir planetas tipo Tierra en órbita alrededor de otras estrellas, y el objetivo será la búsqueda de evidencia de vida en ellos. Pero ¿dónde debemos buscar?

Para elegir los destinos más prometedores, los científicos tendrán que considerar muchos factores que pueden hacer a un planeta más proclive a la vida que otro. De modo que la naturaleza de la estrella madre jugará un papel vital.


Mediante el estudio de las estrellas tales como Kappa Ceti, estamos entendiendo cómo interactúan las estrellas y los planetas. Una vez que las primeras exotierras sean encontradas, será posible medir y caracterizar los vientos de sus estrellas de húesped. Esto nos ayuda a determinar cuál de esos planetas son prometedores destinos para la vida.