Los astrónomos realizan el estudio más profundo hasta la fecha de la actividad magnética de las estrellas jóvenes

Los astrónomos han llevado a cabo el estudio más profundo hasta el momento de la actividad magnética de las estrellas cuando son jóvenes. Esto les da a los científicos una ventana a cómo los rayos X de estrellas como el sol, pero miles de millones de años más jóvenes, podrían evaporar parcial o completamente las atmósferas de los planetas que las orbitan.

Muchas estrellas comienzan su vida en «cúmulos abiertos», grupos sueltos de estrellas con unos pocos miles de miembros, todos formados al mismo tiempo. Esto hace que los cúmulos abiertos sean valiosos para los astrónomos que estudian la evolución de estrellas y planetas, ya que permiten el estudio de muchas estrellas de edades similares forjadas en el mismo entorno.

Un equipo de astrónomos dirigido por Konstantin Getman de la Universidad Estatal de Pensilvania estudió una muestra de más de 6.000 estrellas en 10 cúmulos abiertos diferentes de entre 7 y 25 millones de años. Uno de los objetivos de este estudio era aprender cómo cambian los niveles de actividad magnética de estrellas como nuestro sol durante las primeras decenas de millones de años después de su formación. Getman y sus colegas utilizaron el Observatorio de rayos X Chandra de la NASA para este estudio porque las estrellas que tienen más actividad relacionada con los campos magnéticos son más brillantes en los rayos X.

Un artículo que describe los hallazgos del equipo fue publicado en la edición de agosto de El diario astrofísico y está disponible en línea. Los coautores del artículo son Eric D. Feigelson y Patrick S. Broos de la Universidad Estatal de Pensilvania, Gordon P. Garmire del Instituto Huntingdon de Astronomía de Rayos X, Michael A. Kuhn de la Universidad de Hertsfordshire, Thomas Preibisch de Ludwig -Maximilians- Universitat y Vladimir S. Airapetian del Goddard Space Flight Center de la NASA.

Esta imagen compuesta muestra uno de esos cúmulos, NGC 3293, de 11 millones de años y ubicado a unos 8.300 años luz de la Tierra en la galaxia de la Vía Láctea. La imagen contiene rayos X de Chandra (púrpura) junto con datos infrarrojos del Observatorio Espacial Herschel de la ESA (rojo), datos infrarrojos de longitud de onda más larga del Telescopio Espacial Spitzer retirado de la NASA (azul y blanco) y datos ópticos del MPG/ESO 2.2 Meter Telescopio en el Observatorio La Silla de ESO en Chile mostrado en rojo, blanco y azul.

Les chercheurs ont combiné les données Chandra sur l’activité des étoiles avec les données du satellite Gaia de l’ESA – non représentées sur la nouvelle image composite – pour déterminer quelles étoiles se trouvent dans les amas ouverts et lesquelles se trouvent au premier plan ou en segundo plano. El equipo identificó a casi mil miembros del grupo.

Combinaron sus resultados para el cúmulos abiertos con estudios Chandra previamente publicados de estrellas tan jóvenes como 500.000 años. El equipo descubrió que el brillo de rayos X de las estrellas jóvenes similares al Sol es más o menos constante durante los primeros millones de años, luego se desvanece de 7 a 25 millones de años. Esta disminución ocurre más rápido para las estrellas más pesadas.

Para explicar esta caída en la actividad, el equipo de Getman utilizó la comprensión de los astrónomos sobre el interior del sol y las estrellas similares al sol. Los campos magnéticos en estas estrellas son generados por un dinamoun proceso que involucra la rotación de la estrella así como la convección, ascenso y descenso de gases calientes dentro de la estrella.

Alrededor de la edad de NGC 3293, las dínamos de las estrellas de tipo solar se vuelven mucho menos eficientes ya que sus zonas de convección se vuelven más pequeñas a medida que envejecen. Para estrellas con menos masa que el sol, este es un proceso relativamente gradual. Para estrellas más masivas, una dínamo se apaga porque el convección la zona estelar desaparece.

La actividad de una estrella afecta directamente los procesos de formación de planetas en el disco de gas y polvo que rodea a todas las estrellas nacientes. Las estrellas jóvenes más ruidosas y magnéticamente activas limpian rápidamente sus discos, deteniendo el crecimiento de los planetas.

Esta actividad, medida en rayos X, también afecta a la habitabilidad potencial de los planetas que emergen tras la desaparición del disco. Si una estrella es extremadamente activa, como muchas NGC 3293 estrellas en los datos de Chandra, los científicos predicen que hará estallar planetas en su sistema con rayos X energéticos y luz ultravioleta. En algunos casos, este aluvión de alta energía podría causar que un planeta rocoso del tamaño de la Tierra pierda gran parte de su atmósfera rica en hidrógeno original a través de la evaporación en unos pocos millones de años. También podría eliminar una atmósfera rica en dióxido de carbono que se forma más tarde, a menos que esté protegida por un campo magnético. Nuestro planeta tiene su propio campo magnético que impidió tal resultado para la Tierra.