Una intensa erupción en estrellas jóvenes similares al Sol sugiere un entorno brutal para el desarrollo exoplanetario

Los astrónomos han descubierto una intensa erupción de una estrella joven que se volvió 100 veces más brillante en tan sólo unas horas. Este descubrimiento proporciona nuevos conocimientos sobre cómo se comportan las estrellas jóvenes similares al Sol en las primeras etapas de su vida y el impacto en la evolución de cualquiera de sus planetas recién nacidos.

Investigadores del Observatorio Astrofísico Smithsonian (SAO), parte del Centro de Astrofísica | La Universidad de Harvard y el Smithsonian (CfA) lideraron el descubrimiento utilizando observaciones Submillimeter Array (SMA) de la estrella HD 283572, una estrella un 40 por ciento más masiva que el Sol situada a unos 400 años luz de distancia. El SMA es un grupo de telescopios en Mauna Kea en Hawaii que están diseñados específicamente para detectar luz de ondas milimétricas.

HD 283572 tiene menos de 3 millones de años, más de mil veces más joven que el Sol, en la época en que los planetas similares a la Tierra comienzan a formarse alrededor de las estrellas. Un equipo dirigido por el Dr. Joshua Bennett Lovell, astrónomo de SAO y miembro de SMA en CfA, ha estado utilizando SMA para buscar material polvoriento de formación planetaria que tenga un brillo tenue pero sea detectable en longitudes de onda milimétricas o de radio. . Sin embargo, encontraron algo completamente diferente.

«Nos sorprendió ver un brillo inusualmente brillante en una estrella joven ordinaria», dijo Lovell. «Las llamaradas en estas longitudes de onda son raras y no esperábamos ver nada más que el tenue resplandor del polvo que forma el planeta».

Las llamaradas estelares pueden aumentar el brillo de una estrella en factores de decenas o cientos en diferentes longitudes de onda de luz. A medida que las estrellas giran, sus campos magnéticos pueden terminar y formar regiones de energía magnética creciente. Como una herida pulsante muy apretada, esta energía magnética almacenada debe eventualmente liberarse. En el caso de las estrellas, esto provoca intensas aceleraciones de partículas cargadas, que explotan en sus superficies.

El desafío de observar tales llamaradas es que no está del todo claro cuándo una estrella podría estallar a continuación, y capturarlas puede ser particularmente difícil en longitudes de onda milimétricas.

«HD 283572 pareció inactivo durante varios meses antes de que detectáramos su erupción», dijo Lovell. «Cada vez que apuntamos la SMA hacia la estrella después de esa llamarada, no vimos nada. Nuestros hallazgos confirman que estos eventos de llamaradas son raros en longitudes de onda milimétricas, pero pueden ser extremadamente poderosos para estrellas tan jóvenes».

El equipo midió la energía de la llamarada de HD 283572 y descubrió que, durante un período de nueve horas, liberó casi un millón de veces más energía que cualquier llamarada milimétrica observada en las estrellas vecinas más cercanas al Sol. Esta es una de las llamaradas más poderosas jamás reportadas.

«¡Este fue un evento masivo, equivalente a consumir todo el arsenal nuclear de la Tierra en aproximadamente un milisegundo, una y otra vez, durante aproximadamente medio día!» dijo el investigador de SAO, el Dr. Garrett Keating, segundo autor del estudio y científico del proyecto SMA. «Si tomamos en cuenta las longitudes de onda de la luz estelar no observadas por la SMA, esperamos que podría haber sido varias veces más activa».

Con solo una llama descubierta, no está claro exactamente qué desencadenó este evento.

«Es un verdadero misterio, y hay una variedad de mecanismos que podrían desempeñar un papel», dijo Keating. «Las interacciones con estrellas, planetas compañeros invisibles o actividad estelar periódica son dos posibilidades, pero lo que no hay duda es cuán poderoso es esto». evento será.” . «Cualquier planeta potencial que evolucione en este sistema habría sido duramente golpeado por el intenso poder de esta llamarada. ¡No quiero crecer allí!».

La corta edad de la estrella y su naturaleza similar al sol proporcionan pistas clave sobre los entornos típicos que encontraría un planeta joven y en evolución como la Tierra. Las poderosas llamaradas pueden limitar el crecimiento de la atmósfera de un planeta o dañar seriamente las atmósferas que ya se han formado.

Se están realizando más observaciones para comprender con qué frecuencia HD 283572 experimenta actividad de llamaradas y si las llamaradas alrededor de este tipo de estrella joven impiden el crecimiento de atmósferas planetarias.

«Ahora estamos ejecutando una nueva campaña SMA para estudiar estrellas jóvenes similares a HD283572. ¿Con qué frecuencia brillan y cuáles son sus propiedades típicas? Al combinar datos SMA con observaciones de longitudes de onda más largas, también podemos explorar la física de las estrellas. ”, dijo Ramisa Akthar Rahman, un año La primera es del College of William and Mary, quien fue pasante de verano de 2023 con el Dr. Lovell en SAO: “Las llamaradas y sus mecanismos de emisión. Trabajé en esto utilizando datos de archivo del Very Large Array”. Experiencia en investigación en programas de pregrado.

Los resultados son publicado en Cartas de revistas astrofísicas.