Conexiones atmosféricas entre estrellas y exoplanetas
Los astrónomos han podido confirmar la existencia de más de seis mil exoplanetas en nuestra galaxia, en órbita alrededor de estrellas distintas de nuestro Sol. La mayoría de estos planetas se identifican cuando pasan por delante de su estrella, provocando una disminución temporal de su brillo. «Dada nuestra instrumentación actual, los exoplanetas que pasan cerca de su estrella son más fáciles de encontrar», explica la coordinadora del proyecto ASTROFLOW(se abrirá en una nueva ventana), Aline Vidotto, de la Universidad de Leiden(se abrirá en una nueva ventana) (Países Bajos). «Estos descubrimientos son apasionantes porque estos planetas son como laboratorios que nos ayudan a comprender lo que ocurre cerca de las estrellas».
Investigar el escape atmosférico planetario
El proyecto ASTROFLOW, que contó con el apoyo del Consejo Europeo de Investigación(se abrirá en una nueva ventana), pretendía utilizar estos exoplanetas como «laboratorios», para estudiar cómo interactúan las estrellas y los planetas que orbitan cerca de ellas. En concreto, Vidotto quería saber cómo afecta esta interacción al escape atmosférico. Ello podría arrojar nueva luz sobre la evolución de los primeros planetas, incluido el nuestro. Los científicos saben que los planetas, incluida la joven Tierra, pierden masa, a menudo a través de sus atmósferas que escapan al espacio debido a la radiación estelar (un proceso que se denomina «fotoevaporación»). Los exoplanetas observados por ASTROFLOW debían ser lo suficientemente grandes como para que se pudiera detectar un escape atmosférico (las distancias son alucinantes, ya que el exoplaneta más cercano a nosotros se encuentra a más de cuatro años luz). A su vez, muchos estaban más cerca de su estrella que Mercurio de nuestro Sol.
Modelización de los vientos estelares
En primer lugar, el equipo del proyecto modelizó el material expulsado —denominado vientos estelares— que emanaba de sus estrellas objetivo. «Se puede pensar en los vientos estelares como un fluido que fluye hacia el exterior», afirma Vidotto. «Modelizamos estos vientos tridimensionalmente, teniendo en cuenta la densidad, la velocidad y diversas fuerzas como los campos magnéticos». A continuación, el equipo desarrolló modelos para explicar el escape atmosférico procedente de los exoplanetas cercanos. Estos modelos se combinaron posteriormente para crear una imagen de cómo interactúan las atmósferas de estos planetas y estrellas cercanas. La modelización permitió al equipo hacer una serie de nuevos descubrimientos. «Descubrimos que si un planeta orbita en una región donde el viento estelar está dominado por la energía magnética, entonces el escape atmosférico se produce principalmente a través de una única región polar», señala Vidotto. «Parecía como si uno de los postes hubiera desaparecido». El equipo finalmente se dio cuenta de que, debido al viento estelar dominado magnéticamente, uno de los polos estaba, efectivamente, conectado directamente a su estrella. Es decir, formó una especie de «tubo» de evaporación atmosférica, algo que se ha identificado por primera vez.
Comprender nuestra propia evolución planetaria
Esos hallazgos podrían ayudarnos a comprender mejor nuestra propia evolución planetaria. Creemos que la atmósfera de la Tierra contenía mucho más hidrógeno y helio, que luego fueron eliminados, probablemente a través del mecanismo estudiado por ASTROFLOW: la fotoevaporación. Vidotto quiere profundizar en este trabajo pionero creando modelos que tengan en cuenta otros gases atmosféricos de escape, como el helio. «También nos gustaría averiguar si nuestros modelos pueden aplicarse a exoplanetas que orbitan más lejos de su estrella», afirma. El trabajo de ASTROFLOW también coincide con dos misiones espaciales en curso que han enviado sondas en órbita cerca de nuestro Sol: Solar Orbiter(se abrirá en una nueva ventana) de la Agencia Espacial Europea y Solar Parker de la NASA. Ambas misiones pretenden conocer mejor los vientos estelares. «Los exoplanetas que estudiamos eran un poco como las sondas de la naturaleza», añade Vidotto.
