Los planetas dificultan saber la edad de una estrella

Estimacion edad estelar Siempre ha sido un desafío para los astrónomos. Ahora, hay una cierta clase de exoplanetas que hace que el proceso sea más complicado. Los Júpiter calientes, gigantes gaseosos con períodos orbitales más pequeños que Mercurio, parecen tener un efecto antienvejecimiento en sus estrellas, según un nuevo informe. estudiar. Estos planetas masivos crean interferencias magnéticas y de marea en su estrella anfitriona, lo que acelera la rotación de la estrella y hace que emita rayos X de forma más activa, ambos distintivos de la juventud estelar. El resultado cuestiona algo de lo que pensábamos anteriormente sobre la edad estelar y ofrece un vistazo a la interconexión en curso entre una estrella y sus planetas mucho después de su formación.

Es difícil determinar la edad de una estrella por sí sola sin tener en cuenta la interferencia planetaria. Estamos bastante seguros de la edad de nuestro Sol, ya que estamos lo suficientemente cerca como para tomar muestras de los restos geológicos de la formación del Sistema Solar, pero para otras estrellas, nuestras mejores conjeturas son estimaciones, no fechas exactas. Sabemos que ciertos tipos de estrellas pasan por diferentes etapas de vida dependiendo de su masa (así es como sabemos Betelgeuse se convertirá en una supernova En los próximos cien mil años, aumentar o tomar). Si tiene un grupo completo de estrellas de diferentes tipos, puede trazar sus etapas de vida individuales en un diagrama de Hertzspring-Russell usando su color y brillo, y estimar colectivamente la edad de todas las estrellas en el cúmulo. El método no es del todo exacto, pero es mejor que nada.

Las cosas se complican aún más si quieres saber la edad de una sola estrella. Sabemos que las estrellas jóvenes giran rápidamente y se ralentizan con la edad. Esta es una herramienta útil para fechar estrellas más jóvenes, pero menos útil para estrellas más viejas, que a veces mantienen una velocidad de rotación constante por el resto de sus vidas. Las estrellas jóvenes también son más susceptibles a las llamaradas y las emisiones de rayos X que sus pares mayores. Ninguna escala ofrece un método de datación perfecto, pero puede proporcionar una estimación de trabajo.

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Ahora parece que los exoplanetas pueden estar lanzando otra llave en el trabajo.

Cuando se descubrieron los Júpiter calientes (los primeros se vieron en 1995), los astrónomos notaron que, en algunos casos, las estrellas que los orbitaban parecían más pequeñas de lo esperado. Pero debido a que los métodos de datación estelar son tan imprecisos, era difícil saber si se trataba de un verdadero efecto del envejecimiento planetario o si las estrellas en cuestión eran inicialmente jóvenes.

en papel Recientemente aceptado por Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, un equipo del Instituto Leibniz de Astrofísica (AIP) ha encontrado una manera de resolver este problema. La solución fue estudiar sistemas estelares binarios, donde una de las estrellas del par posee un Júpiter caliente y la otra no. Las estrellas binarias suelen tener la misma edad entre sí, por lo que se pueden comparar para determinar si el efecto de envejecimiento es real.

«Es casi como usar gemelos en un estudio donde uno de los gemelos vive en un vecindario completamente diferente que afecta su salud. Al comparar una estrella con un planeta cercano con su gemelo sin una estrella, podemos estudiar las diferencias en el comportamiento de las estrellas, «, dice Katja Poppenhager, directora de física estelar y de exoplanetas en AIP. a la misma edad.

El estudio, dirigido por la candidata a doctorado Nicoletta Elick, utilizó datos del Observatorio de rayos X Chandra de la Agencia Espacial Europea y el observatorio XMM-Newton de la Agencia Espacial Europea para examinar 16 sistemas estelares binarios que alguna vez tuvieron un Júpiter caliente. Los resultados confirman que las estrellas que albergan planetas vecinos masivos parecen más jóvenes que sus gemelos no acompañados.

La clave de esta reacción al envejecimiento es que el período orbital del Júpiter caliente debe ser más rápido que el de la rotación de la estrella. En estos casos, el planeta transmite algo de momento angular a la estrella a través de las fuerzas de marea, lo que hace que el planeta se acelere y aumente el nivel de emisión de rayos X.

Los autores también estudiaron si el aumento en las emisiones de rayos X fue causado por campos magnéticos en lugar de fuerzas de marea; después de todo, los planetas como Júpiter tienden a tener fuertes campos magnéticos. Pero el hecho de que las estrellas giren más rápido combinado con una mayor actividad de rayos X indica que la gravedad, es decir, las mareas, es la fuente del proceso de envejecimiento, no una fuente magnética.

Los resultados del estudio sugieren que las estrellas envejecidas son más complejas de lo que entendíamos anteriormente, y que los planetas, en particular los planetas masivos y de rápido movimiento, pueden dar forma a los ciclos de vida de su estrella anfitriona.

Pero, ¿qué pasa con los planetas similares a la Tierra? ¿También les quitan la edad a sus soles? La respuesta parece ser no. De hecho, en el estudio, las estrellas con planetas menores distantes se veían mucho más oscuras y silenciosas (y, por lo tanto, posiblemente más viejas) que sus gemelas. Pero luego de un examen más detallado, se determinó que esto era una coincidencia, y se explicaba por el hecho de que estas estrellas eran de tipo F/G, que alcanzaron una fase diferente y más tranquila de su ciclo de vida que su gemela de tipo M, que lleva más tiempo. llegar a una etapa relativamente tranquila. Para resumir, los planetas menores no tienen mucho impacto en la edad de su estrella. Solo los adultos lo hacen e incluso entonces, solo cuando giran muy cerca. La moraleja de la historia es que si eres una estrella y quieres permanecer joven, es útil tener Hot Jupiter. Nada menos que eso servirá.

Lea el documento aquí: Nikoletta Illich, Katja Poppenhager, S. Marzieh Hosseini. «Interacción de marea interestelar y su efecto observado en la actividad estelar en los vastos sistemas binarios que albergan el planeta. Preimpresión ArXiv.

Presione soltar:Chandra de la NASA: los planetas podrían ser una fórmula antienvejecimiento para las estrellas. «

Imagen destacada: Ilustración del artista que muestra a Júpiter caliente (abajo a la derecha) orbitando cerca de su estrella anfitriona (izquierda) y otra estrella en la distancia (arriba a la derecha). Las dos estrellas están en órbita entre sí. Crédito: NASA/CXC/M. Weiss. Rayos X: NASA / CXC / Potsdam Univ./N. Elek y otros.