Descubiertos nuevos riesgos para los planetas que podrían albergar vida
Los astrónomos han descubierto que las estrellas enanas rojas pueden generar erupciones estelares con altos niveles de radiación ultravioleta lejana capaces de abortar cualquier ensayo de vida en un planeta habitable.
Por la Universidad de Hawái en Mānoa
La radiación ultravioleta de las erupciones estelares puede erosionar las atmósferas planetarias. Imagen generada con DALL-E
Un estudio pionero en el campo de la exobiología —la rama de la biología y la astronomía que estudia el origen, la evolución, la distribución y el futuro de la vida en el universo— ha revelado que las estrellas enanas rojas pueden producir erupciones solares con niveles de radiación ultravioleta lejana (UV lejana) mucho más elevados de lo que se creía.
Recordemos que dentro del ultravioleta se puede distinguir el ultravioleta cercano, de 400 nm a 300 nanometros; el ultravioleta lejano, de 200 a 122 nanometros; y el ultravioleta de vacío, de 200 a 10 nanometros.
Este descubrimiento, cuyos resultados aparecen publicados en las Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, sugiere que la intensa radiación ultravioleta de estas erupciones solares podría influir significativamente en la posibilidad de que los planetas que giran alrededor de estrellas enanas rojas puedan ser habitables.
Las estrellas enanas rojas, pequeñas y relativamente frías, son el tipo más común de estrella en la Vía Láctea
Las estrellas enanas rojas son el tipo más común de estrella en nuestra galaxia, la Vía Láctea. Se trata de estrellas pequeñas y relativamente frías con una masa entre el 7,5% y el 50% de la masa del Sol. Estas estrellas son objeto de interés en la búsqueda de exoplanetas habitables, ya que, debido a su enorme longevidad —pueden durar decenas de miles de millones de años, mucho más que el Sol, cuya vida se estima en alrededor de 10.000 millones de años—, cualquier planeta situado en la zona habitable tendría mucho tiempo para desarrollar vida, si las condiciones lo permiten.
La zona habitable alrededor de una enana roja, donde las temperaturas permiten la existencia de agua líquida en la superficie de un planeta, es mucho más cercana a la estrella en comparación con las estrellas como el Sol. Esta proximidad significa que los planetas en la zona habitable de una enana roja están más expuestos a la actividad estelar, en particular, a las radiaciones intensas de las fulguraciones o erupciones solares.
"Se pensaba que pocas estrellas generaban suficiente radiación ultravioleta a través de las erupciones como para afectar a la habitabilidad de los planetas —dice la astrónoma Vera Berger, que realizó el estudio durante su estancia en el Instituto de Astronomía de la Universidad de Hawái. Y añade—: Nuestros hallazgos, sin embargo, demuestran que muchas más estrellas pueden tener esta capacidad".
Nuevo análisis de los datos cosechados por el observatorio espacial GALEX
Berger y su equipo utilizaron datos de archivo del observatorio espacial GALEX para buscar estas fulguraciones solares entre 300.000 estrellas cercanas. GALEX es una misión de la NASA, ahora fuera de servicio, que observó simultáneamente la mayor parte del cielo en longitudes de onda de ultravioleta cercano y lejano entre 2003 y 2013.
Durante los diez años que estuvo en activo, el objetivo de GALEX no fue otro que estudiar la evolución y cambios que se producen en las galaxias, así como los procesos de formación estelar en las primeras etapas del universo, hasta hace unos 10.000 millones de años.
Con la asistencia de nuevas técnicas computacionales, el equipo de astrónomos de la Universidad de Hawái extrajo información novedosa de los datos cosechados por este observatorio espacial, que pesaba unos 280 kilos y estaba situado en una órbita de unos 690 km de altura.
La radiación ultravioleta de las erupciones en las enenas rojas puede erosionar las atmósferas de sus sistemas planetarios
“La combinación de la potencia informática moderna con gigabytes de observaciones de hace décadas nos permitió buscar fulguraciones en miles y miles de estrellas cercanas —dice Michael Tucker, que ahora trabaja en como investigador en la Universidad Estatal de Ohio.
Interpretación artística de DG CVn, un sistema estelar binario formado por dos estrellas enanas rojas. La ilustración muestra que desata poderosas llamaradas que podrían afectar la habitabilidad del planeta. Cotesía: NASA
Según los investigadores, la radiación ultravioleta de las erupciones en las estrellas enenas rojas puede erosionar las atmósferas de sus sistemas planetarios, y amenazar de este modo su potencial para albergar vida o su contribución a la formación de ARN, esencial para la creación de vida.
Recordemos que la hipótesis del mundo del ARN es una teoría que propone que la vida en la Tierra —extensible a la de otros planetas— comenzó con moléculas de ácido ribonucleico (ARN) antes de la evolución del ADN y las proteínas. Según esta hipótesis, el ARN no solo almacenaba información genética, como lo hace el ADN hoy en día, sino que también tenía la capacidad de catalizar reacciones químicas esenciales para la vida, funciones que actualmente realizan las proteínas, y de copiarse a sí misma sin ayuda de otras moléculas.
Fulguraciones tres veces más energéticas de lo esperado
El nuevo estudio pone en tela de juicio los modelos existentes sobre las fulguraciones estelares y la habitabilidad de los exoplanetas. Según sus defensores, demuestra que la emisión de ultravioleta lejano en las fulguraciones estelares es, por término medio, tres veces más energética de lo que se suele suponer, y que puede alcanzar hasta doce veces los niveles de energía esperados.
"Un cambio de tres es lo mismo que la diferencia de rayos ultraviloletas en verano entre Anchorage (Alaska) y Honolulú, donde la piel sin protección puede sufrir una quemadura solar en menos de diez minutos —afirma Benjamin J. Shappee, astrónomo asociado del Instituto de Astronomía de la Universidad de Hawái y mentor de Berger.
La causa exacta de esta emisión más intensa en el ultravioleta lejano que ocurre en las estrellas enanas rojas sigue sin estar clara. El equipo de investigación sospecha que podría deberse a que la radiación de las erupciones se concentra en longitudes de onda específicas, lo que indica la presencia de átomos como el carbono y el nitrógeno.
Ilustración del exoplaneta Kepler-1649c orbitando alrededor de su estrella enana roja anfitriona. Crédito: NASA/Ames Research Center/Daniel Rutter
Cambio de imagen en los entornos que rodean a las estrellas poco masivas
"Este estudio ha cambiado la imagen que nos hemos hecho de los entornos que rodean a las estrellas menos masivas que nuestro sol, que emiten muy poca luz ultravioleta fuera de las erupciones", afirma Jason Hinkle, coautor del estudio en la Universidad de Hawái.
Según Berger, ahora becario en la Universidad de Cambridge, se necesitan más datos de telescopios espaciales para estudiar la luz ultravioleta de las estrellas, lo que es crucial para comprender la fuente de esta emisión. Por otro lado, aunque existen desafíos significativos para la habitabilidad en los sistemas de enanas rojas, su abundancia y longevidad las convierten en importantes objetivos de deseo en la búsqueda de vida extraterrestre.
La combinación de observaciones actuales y futuras, junto con modelos teóricos, ayudará a entender mejor las posibilidades de que estos sistemas alojen vida. ▪️
Información facilitada por la Universidad de Hawái en Mānoa -Adaptación: Enrique Coperías / RexMolón Producciones
Fuente: Vera L. Berger, Jason T. Hinkle, Michael A. Tucker, Benjamin J. Shappee, Jennifer L. van Saders, Daniel Huber, Jeffrey W. Reep, Xudong Sun, Kai E Yang. Stellar flares are far-ultraviolet luminous. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (2024). DOI: https://doi.org/10.1093/mnras/stae1648
