Hubble captura cómo la atmósfera de un planeta es destruida por una estrella

(CNN) – El Telescopio Espacial Hubble capturó una observación inesperada de un planeta cercano cuya atmósfera está siendo destruida por explosiones energéticas de su estrella. Es un cambio dramático desde la última vez que Hubble revisó el sistema planetario y no vio nada extraño.

La estrella enana roja, llamada AU Microscopii, o AU Mic, se encuentra fuera de nuestro sistema solar a 32 años luz de la Tierra, que está relativamente cerca (astronómicamente hablando). Es el hogar de uno de los sistemas planetarios más jóvenes jamás observados, y la estrella tiene menos de 100 millones de años, una mera fracción de la edad de nuestro sol de 4.600 millones de años.

El sistema fue descubierto por el Telescopio Espacial Spitzer ahora retirado de la NASA y el Satélite de Sondeo de Exoplanetas en Tránsito durante las observaciones en 2020, cuando una ligera disminución en el brillo de la estrella reveló la presencia de un mundo gaseoso orbitando frente a ella.

Cuando el Telescopio Espacial Hubble observó una órbita del exoplaneta, que tarda 8,46 días, todo parecía normal. Luego, el telescopio volvió a visitar el sistema para otro vistazo un año y medio después. Los astrónomos se sorprendieron al ver que AU Mic b, el planeta más cercano a la estrella, está soportando la peor parte de la radiación de la estrella, que está evaporando la atmósfera de hidrógeno del planeta. Hay al menos dos exoplanetas conocidos en el sistema, y ​​es posible que se descubran más.

Los hallazgos son parte de un estudio que ha sido aceptado para su publicación en una futura edición de The Astronomical Journal.

“Nunca habíamos visto que un escape atmosférico pasara de ser completamente no detectable a muy detectable en un período tan corto cuando un planeta pasa frente a su estrella”, dijo el autor del estudio Keighley Rockcliffe, candidato a doctorado en física y astronomía en Dartmouth College en Hanover. , Nuevo Hampshire, en un comunicado. “Realmente esperábamos algo muy predecible, repetible. Pero resultó ser raro. Cuando vi esto por primera vez, pensé: ‘Eso no puede ser correcto’”.

Una extraña observación

Las enanas rojas son el tipo de estrella más común en la Vía Láctea, y se ha descubierto que muchas albergan planetas. Estas estrellas son más pequeñas y más frías que nuestro sol, pero se sabe que emiten fuertes erupciones estelares durante mucho más tiempo que las estrellas similares al sol.

Estas dañinas ondas de radiación están golpeando a AU Mic b, que se encuentra a solo 6 millones de millas de la estrella, una décima parte de la distancia entre nuestro sol y su planeta más cercano, Mercurio.

A medida que el planeta es atacado por la radiación, su atmósfera se calienta hasta el punto de que escapa de la gravedad del planeta y se expande hacia el espacio.

“Esta observación francamente extraña es una especie de caso de prueba de estrés para el modelado y la física sobre la evolución planetaria”, dijo Rockliffe. “Esta observación es genial porque estamos probando esta interacción entre la estrella y el planeta que es realmente la más extrema“.

Las llamaradas estelares provienen de enredarse dentro del campo magnético de la estrella que ocurre debido a los movimientos de la atmósfera estelar. Si los campos magnéticos se enredan demasiado, se rompen y se vuelven a conectar. Las rupturas liberan llamaradas entre 100 y 1000 veces más energéticas que los estallidos de nuestro sol.

El planeta es golpeado con bengalas, rayos X y viento estelar, o una corriente cargada de partículas liberadas por la estrella.

“Esto crea un ambiente de viento estelar realmente sin restricciones y francamente aterrador que está impactando la atmósfera del planeta”, dijo Rockcliffe.

La posibilidad de planetas habitables

Dada la cantidad de estrellas enanas rojas que se sabe que albergan planetas, los astrónomos están tratando de determinar si los planetas que las orbitan de cerca tienen la posibilidad de retener sus atmósferas frente a tal radiación, y si pueden ser habitables para la vida.

“Queremos averiguar qué tipo de planetas pueden sobrevivir en estos entornos. ¿Cómo se verán finalmente cuando la estrella se asiente? ¿Y habrá alguna posibilidad de habitabilidad eventualmente, o terminarán siendo solo planetas chamuscados? dijo Rockcliffe. “¿Eventualmente pierden la mayor parte de sus atmósferas y sus núcleos sobrevivientes se convierten en súper-Tierras? Realmente no sabemos cómo se ven esas composiciones finales porque no tenemos nada así en nuestro sistema solar”.

Los astrónomos están tratando de determinar si las diferencias en la pérdida atmosférica del planeta entre las observaciones del Hubble se deben a la variabilidad de la estrella o si el viento estelar está causando que la atmósfera en evaporación sea visible en ciertos momentos y oculta de la vista en otros.

El brillo de la estrella impide observaciones directas del planeta por parte del Hubble, pero el telescopio puede medir los cambios en la luminosidad de la estrella a medida que el hidrógeno escapa del planeta y hace que la luz de la estrella se oscurezca.

Los astrónomos realizarán más observaciones de seguimiento del sistema con Hubble para rastrear cómo cambia el planeta en el futuro.