Cinturón de radiación visto más allá de nuestro sistema solar por primera vez

Los astrónomos han observado un cinturón de radiación alrededor de una estrella enana ultrafría, el primero visto fuera del sistema solar.

Los astrónomos han observado un cinturón de radiación fuera del sistema solar por primera vez, captando imágenes de partículas de alta energía atrapadas por un campo magnético alrededor de una estrella enana ultrafría a unos 18 años luz de la Tierra.

El cinturón de radiación recién descubierto tiene dos lóbulos, al igual que los cinturones de radiación que rodean a Júpiter, el planeta más grande del sistema solar. Pero si el cinturón de radiación de la estrella enana se colocara junto al de Júpiter, sería 10 millones de veces más brillante.

La radiación se presenta en forma de emisiones de radio persistentes e intensas. Las imágenes revelaron la presencia de una nube de electrones de alta energía atrapados en el campo magnético de la estrella enana, conocida como LSR J1835+3259.

"En realidad, estamos tomando imágenes de la magnetosfera de nuestro objetivo al observar el plasma emisor de radio, su cinturón de radiación, en la magnetosfera", dijo en un comunicado Melodie Kao, autora principal de la investigación y becaria postdoctoral de la Universidad de California en Santa Cruz. "Eso nunca antes se había hecho para algo del tamaño de un planeta gigante gaseoso fuera de nuestro sistema solar".

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La imagen fue capturada por el equipo utilizando una red de 39 radiotelescopios, que se combinaron para formar un solo telescopio virtual llamado High Sensitivity Array.

LSR J1835+3259 era el único objeto más allá del sistema solar que Kao confiaba en poder observar con suficiente detalle para resolver sus cinturones de radiación. Y, debido a que la estrella enana tiene una masa que se encuentra entre las estrellas de baja masa y las enanas marrones (objetos a menudo denominados "estrellas fallidas" porque carecen de la masa necesaria para iniciar la fusión nuclear en sus núcleos), las nuevas observaciones podrían ayudar a los astrónomos a encontrar la línea divisoria entre estrellas pequeñas y planetas grandes.

"Si bien la formación de estrellas y planetas puede ser diferente, la física dentro de ellos puede ser muy similar en esa parte blanda del continuo de masas que conecta estrellas de baja masa con enanas marrones y planetas gigantes gaseosos", dijo Kao.

Los fuertes campos magnéticos forman una burbuja magnética alrededor de un planeta llamada magnetosfera, que puede atrapar y acelerar partículas cargadas a velocidades cercanas a la de la luz. Muchos planetas del sistema solar tienen magnetosferas, al igual que el sol. Incluso una luna del sistema solar, el enorme satélite joviano Ganímedes, tiene una magnetosfera.

Sin embargo, las magnetosferas vienen con diferentes fuerzas y diferentes características. Por ejemplo, la magnetosfera de Mercurio, el planeta más cercano al sol, tiene solo alrededor del 1% de la fuerza de la burbuja magnética de la Tierra, que es lo suficientemente fuerte como para proteger la atmósfera y la vida de nuestro planeta de las partículas cargadas de alta energía del sol. Después del sol, Júpiter tiene el campo magnético más fuerte del sistema solar.

Todos los planetas del sistema solar con campos magnéticos también tienen cinturones de radiación que consisten en partículas cargadas de alta energía atrapadas a su alrededor. Mientras que los cinturones de radiación de la Tierra, conocidos como los cinturones de Van Allen, son bandas en forma de rosquilla de partículas de alta energía del viento solar, la mayoría de las partículas atrapadas por los campos magnéticos alrededor de Júpiter que crean cinturones de radiación con forma de doble lóbulo provienen de su origen volcánico. luna Ío.

Independientemente de su origen, estas partículas atrapadas son desviadas por campos magnéticos hacia los polos de los planetas, generando auroras. En la Tierra, estos toman la forma de las luces del norte y del sur aquí, o la aurora boreal y la aurora austral, respectivamente.

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La imagen de LSR J1835+3259 tomada por Kao y su equipo también marca la primera vez para un cuerpo más allá del sistema solar que la ubicación de la aurora de un objeto y la de sus cinturones de radiación se ha diferenciado con éxito.

Las auroras se pueden usar para medir la fuerza de las magnetosferas, si no su forma, por lo que los hallazgos podrían ayudar a determinar la fuerza de los campos magnéticos de otras estrellas enanas, algo que actualmente se desconoce en gran medida. Desarrollar la comprensión teórica de los campos magnéticos de estos objetos de masa intermedia podría, a su vez, arrojar luz sobre las magnetosferas de los exoplanetas.

"Ahora que hemos establecido que este tipo particular de emisión de radio de bajo nivel y estado estacionario traza cinturones de radiación en los campos magnéticos a gran escala de estos objetos, cuando vemos ese tipo de emisión de enanas marrones, y eventualmente de gas exoplanetas gigantes: podemos decir con más confianza que probablemente tengan un gran campo magnético, incluso si nuestro telescopio no es lo suficientemente grande para ver su forma", dijo Kao.

Debido a que la magnetosfera de la Tierra ha sido tan crucial para proteger la vida en nuestro planeta y permitir que evolucione, los científicos teorizan que los campos magnéticos alrededor de los exoplanetas pueden ser clave para comprender la habitabilidad de los mundos más allá del sistema solar.

"Este es un primer paso crítico para encontrar muchos más objetos de este tipo y perfeccionar nuestras habilidades para buscar magnetosferas cada vez más pequeñas, lo que eventualmente nos permitirá estudiar las de planetas del tamaño de la Tierra potencialmente habitables", dijo el coautor de la investigación Evgenya Shkolnik, astrofísico. profesor de la Universidad Estatal de Arizona, dijo en la misma declaración.

La investigación del equipo fue publicada el lunes (15 de mayo) en la revista Nature.

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Robert Lea es un periodista científico del Reino Unido cuyos artículos se han publicado en Physics World, New Scientist, Astronomy Magazine, All About Space, Newsweek y ZME Science. También escribe sobre comunicación científica para Elsevier y el European Journal of Physics. Rob tiene una licenciatura en ciencias en física y astronomía de la Universidad Abierta del Reino Unido. Sígalo en Twitter @sciencef1rst.

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