Las celebridades "geniales" pueden no ser tan especiales

Los científicos de la Universidad de Rice han demostrado que las estrellas «frías» como el Sol tienen una dinámica de superficie que afecta su entorno energético y magnético. La actividad magnética de las estrellas es la clave de la capacidad de una estrella para albergar planetas que sustentan la vida. Fuente: NASA.

Las estrellas esparcidas por todo el cosmos se ven diferentes, pero pueden ser más similares entre sí de lo que se pensaba anteriormente, según científicos de la Universidad de Rice.

Un nuevo trabajo de modelado realizado por los científicos de Rice muestra que las estrellas «frías» como el Sol comparten comportamientos dinámicos de superficie que afectan su entorno energético y magnético. Esta actividad magnética estelar es fundamental para determinar si una estrella contiene planetas donde pueda existir vida.

El trabajo de la investigadora postdoctoral de Rice Alison Farrish y los astrofísicos David Alexander y Christopher Johns-Krull aparecen en un estudio publicado en Revista astrofísica. La investigación vincula la rotación de estrellas frías con la conservación de su flujo magnético superficial, que a su vez impulsa el brillo coronal de la estrella en rayos X, de una manera que puede ayudar a predecir cómo los exoplanetas en sus sistemas se ven afectados por la actividad magnética.

El estudio sigue a otro dirigido por Farrish y Alexander, quienes demostraron que el «clima» cósmico puede hacer que los planetas en su «zona Ricitos de Oro» sean inhabitables.

«Todas las estrellas giran durante su vida a medida que pierden momento angular, lo que las hace menos activas», dijo Farrish. “Creemos que el sol era más activo en el pasado y esto puede haber influido en la química atmosférica temprana de la Tierra. Por lo tanto, es muy importante estudiar exoplanetas para pensar en cómo cambian las emisiones de mayor energía de las estrellas a lo largo de escalas de tiempo prolongadas ‘.

«Básicamente, tomamos modelos desarrollados para el Sol y vemos qué tan bien se adaptan a las estrellas», dijo Johns-Krull.

Los científicos se propusieron modelar el aspecto de las estrellas distantes basándose en los limitados datos disponibles. Se determinó el giro y el flujo de algunas estrellas, junto con su clasificación (tipos F, G, K y M), lo que proporcionó información sobre sus tamaños y temperaturas.

Compararon las propiedades del Sol, una estrella de tipo G, mediante el número de Rossby, una medida de la actividad estelar que combina la velocidad de rotación con los flujos de fluidos subsuperficiales que afectan la distribución del flujo magnético en la superficie de la estrella, con lo que conocían otras estrellas geniales. Sus modelos sugieren que el «clima espacial» de cada estrella actúa de manera similar, influyendo en las condiciones de sus planetas.

«El estudio sugiere que las estrellas, al menos las estrellas frías, no son tan diferentes entre sí», dijo Alexander. «Desde nuestra perspectiva, el modelo de Alison se puede aplicar sin temor ni favoritismos cuando se observan exoplanetas alrededor de estrellas M, F o K y, por supuesto, otras estrellas G.

“También sugiere algo mucho más interesante para la física de estrellas establecida que el proceso de generar un campo magnético puede ser bastante similar en todas las estrellas frías. Es un poco sorprendente ”, dijo. Esto puede incluir estrellas que, a diferencia del sol, son convectivas hasta el núcleo.

«Todas las estrellas, como el sol, combinan hidrógeno y helio en sus núcleos, y esta energía se transfiere primero por radiación de fotones a la superficie», dijo Johns-Krull. “Pero golpea una zona de alrededor del 60% al 70% de la trayectoria, que es demasiado opaca, por lo que comienza a convencer. La materia caliente se mueve desde abajo, la energía se irradia y la materia más fría vuelve a caer.

“Pero las estrellas con una masa inferior a un tercio de la del sol no tienen una zona radiante; son convección en todas partes ”, dijo. “Muchas ideas sobre cómo las estrellas generan un campo magnético se basan en el hecho de que existe un límite entre las zonas de radiación y convección, por lo que es de esperar que las estrellas sin este límite se comporten de manera diferente. Este artículo lo muestra de muchas formas, actúan como el sol tan pronto como te adaptas a sus propias peculiaridades «.

Farrish, quien recientemente obtuvo su doctorado de Rice y está a punto de comenzar su beca postdoctoral en el Goddard Space Flight Center de la NASA, señaló que el modelo solo se aplica a estrellas no saturadas.

«Las estrellas más magnéticamente activas son las que llamamos» saturadas «, dijo Farrish. “En algún momento, el aumento de la actividad magnética ya no muestra el aumento asociado en la emisión de rayos X de alta energía. La razón por la que dejar caer más magnetismo sobre la superficie de una estrella no genera más emisiones sigue siendo un misterio.

«Por el contrario, el Sol está en un régimen insaturado en el que vemos una correlación entre la actividad magnética y la emisión energética», dijo. «Esto está sucediendo a un nivel de actividad más moderado, y estas estrellas son interesantes porque pueden proporcionar un entorno más amigable para los planetas».

«La conclusión es que las observaciones que cubren cuatro tipos espectrales, incluidas las estrellas total y parcialmente convectivas, pueden representarse bastante bien mediante un modelo generado a partir del Sol», dijo Alexander. «También refuerza la idea de que incluso si una estrella que es 30 veces más activa que el Sol podría no ser una estrella de clase G, sigue siendo capturada por el análisis que hizo Alison».

«Tenemos que tener claro que no estamos simulando ninguna estrella o sistema en particular», dijo. «Decimos que estadísticamente, el comportamiento magnético de una estrella M típica con un número típico de Rossby se comporta de manera similar al sol, lo que nos permite evaluar su impacto potencial en sus planetas».

Un comodín crítico es el ciclo de actividad de la estrella, que no se puede incorporar a modelos sin años de observación. (El ciclo solar dura 11 años, como lo demuestra la actividad de las manchas solares, cuando las líneas de su campo magnético están más distorsionadas).

Johns-Krull dijo que el modelo seguirá siendo útil de varias maneras. «Uno de mis intereses es estudiar estrellas muy jóvenes, muchas de las cuales, como las estrellas de baja masa, son completamente convectivas», dijo. “Muchos de ellos tienen material de disco a su alrededor y todavía forman planetas. Creemos que la forma en que interactúan depende del campo magnético estelar.

«Así que el trabajo de modelado de Alison se puede utilizar para comprender la estructura a gran escala de estrellas altamente magnéticamente activas, y esto podría permitirnos probar algunas ideas sobre la interacción de estas estrellas jóvenes y sus discos».

Minjing Li, estudiante visitante de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China, es coautor del artículo. Alexander es profesor de física y astronomía y director del Rice Space Institute. Johns-Krull es profesor de física y astronomía.

Proporcionado por Rice University

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