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El estudio de las emisiones de radio de Próxima Centauri abre una nueva vía para monitorizar exoplanetas

Investigadores del Instituto de Astrofísica de Andalucía (CSIC) han liderado un proyecto internacional de observación en radio del sistema planetario más cercano a la Tierra. Los resultados confirman que los planetas extrasolares pueden detectarse con radiotelescopios.

Concepción artística de una enana roja como Próxima Centauri durante un pico de actividad, junto a un exoplaneta como Próxima b. / NASA/ESA.

Desde hace dos décadas se conoce que la interacción magnética entre Júpiter y una de sus lunas mayores, Ío, genera gran cantidad de emisión en radio similar a las auroras terrestres (producidas, a su vez, por la interacción de partículas eléctricamente cargadas procedentes del Sol con la atmósfera de la Tierra). 

Tras el descubrimiento del planeta Próxima b en torno a la estrella más cercana a nosotros, Próxima Centauri, un grupo de investigadores del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC) se propuso comprobar si en este sistema solar vecino se producen también interacciones en radio.

Los resultados, publicados en la revista Astronomy & Astrophysics, son positivos, por lo que su hallazgo abre una nueva vía en el estudio de los planetas extrasolares. 

La observación en radio de Próxima Centauri, el sistema planetario más cercano, muestra que los planetas extrasolares pueden detectarse con radiotelescopios

“Este tipo de emisión de ondas de radio es posible porque el sistema planetario de Próxima tiene unas propiedades particulares: se trata de una estrella mucho más activa que nuestro Sol y el planeta Próxima b se encuentra muy cerca de ella; de hecho, se halla diez veces más cerca de su estrella que Mercurio del Sol”, apunta Miguel Pérez-Torres, investigador del IAA que encabeza el estudio. 

La campaña de observación se llevó a cabo con el Australia Telescope Compact Array (ATCA), un radiotelescopio formado por seis antenas de veintidós metros, y se prolongó a lo largo de diecisiete días terrestres. Como el planeta Próxima b da una vuelta completa alrededor de su estrella cada 11,2 días (mucho menos que los 365 días de la órbita terrestre), los investigadores observaron la emisión procedente del sistema planetario de Próxima durante el equivalente a un año y medio. 

“Detectamos emisión en radio durante la mayor parte de la campaña de observación, con épocas de emisión más intensa. Estos máximos se detectaron dos veces por cada periodo orbital, cuando el planeta se halla, visto desde la Tierra, más separado de su estrella –señala el también coautor del IAA José Francisco Gómez–. Los datos que hemos obtenido concuerdan muy bien con lo que predicen modelos de interacción entre la estrella y el planeta”. 

Se trata de un trabajo pionero, ya que muestra por primera vez que se puede detectar la existencia de un planeta fuera del sistema solar observando con radiotelescopios las variaciones periódicas del sistema. “Esto abre un nuevo camino para el estudio de otros planetas que, en algunos casos, no podrían detectarse mediante otras técnicas, y que resulta muy prometedor si pensamos en los radiotelescopios excepcionalmente sensibles que están en desarrollo, como el Square Kilometre Array (SKA)”, indica Pérez-Torres. 

Este trabajo también ha permitido detectar varios destellos en radio de apenas unos minutos de duración, que responden a episodios breves de actividad en la estrella, así como una llamarada estelar que se prolongó durante tres días y cuyo brillo en radio fue diez veces superior al habitual de la estrella. 

Formas de vida como las de la Tierra posiblemente no podrían sobrevivir a las llamaradas de ondas de radio detectadas en el entorno del exoplaneta Próxima b

“Estos resultados son también interesantes en lo que respecta a la posibilidad de que Próxima b albergue vida. Estas llamaradas de ondas de radio han debido de ser muy intensas para que pudiéramos detectarlas, y algunas se han prolongado varios días. Formas de vida como las de la Tierra posiblemente no podrían sobrevivir a este tipo de eventos”, señala Gómez. 

Cuatro años de observaciones 

En 2016, la campaña de observación internacional Red Dot, en la que participaba el IAA-CSIC, enfocó cuatro telescopios hacia la estrella más cercana a nosotros después del Sol. Buscaban detectar el ligero tirón gravitatorio que un posible planeta ejercería sobre Próxima Centauri, que la obliga a dibujar una pequeña órbita y se traduce en oscilaciones en su luz.

Así se halló Próxima b, un planeta con una masa mínima equivalente a 1,3 veces la terrestre y que gira en torno a su estrella cada 11.2 días dentro de la zona de habitabilidad, o la región en torno a una estrella en la que se producen las condiciones favorables para la existencia de agua líquida en superficie. 

“Esto abre una vía para estudiar otros planetas que no pueden detectarse con otras técnicas, y resulta muy prometedor si pensamos en los radiotelescopios tan sensibles que se están desarrollando, como el Square Kilometre Array (SKA)", dice un astrónomo

En 2017, investigadores del IAA descubrían un cinturón de polvo alrededor de Próxima mediante observaciones con el interferómetro ALMA. Semejante al Cinturón de Kuiper de nuestro sistema solar, representaba el hallazgo de material remanente de la formación del sistema planetario más próximo al nuestro. 

En enero de 2020 se anunciaba el descubrimiento, también con la participación del instituto andaluz, de un posible segundo planeta en torno a Próxima Centauri, gracias a los datos recopilados desde Chile con los espectrógrafos UVES y HARPS, pertenecientes al Observatorio Europeo Austral (ESO).

Las observaciones, que abarcaban un total de 17 años, revelaron la presencia de una señal con un período de 5,2 años compatible con la existencia de un segundo planeta en torno a Próxima Centauri con una masa mínima de unas seis veces la de la Tierra. 

"Un proyecto de esta clase solo se ha podido llevar a cabo porque especialistas del IAA en diversos ámbitos (física de las atmósferas de los planetas del sistema solar, física estelar, búsqueda y estudio de exoplanetas y procesos del medio interestelar) han aunado esfuerzos y conocimientos, incluyendo los de modelización teórica y las observaciones en diferentes longitudes de onda, desde radio hasta el óptico y el infrarrojo”, concluye Antxon Alberdi, director del IAA que también ha participado en el estudio.

Referencia:

M. Pérez-Torres, J. F. Gómez et al. "Monitoring the radio emission of Proxima Centauri". Astronomy & Astrophysics, 2021.

Fuente:
IAA-CSIC
Derechos: Creative Commons.
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