Primera imagen detallada de un cinturón de radiación fuera del Sistema Solar
La instantánea evoca los conocidos cinturones de la Tierra y Júpiter, revela un campo magnético diez veces superior al del planeta más grande del Sistema Solar y desvela nuevos secretos de las enanas marrones, subestrellas ultrafías de baja masa y potentísima radiación.
Por la Universidad de Valencia.
En 1958, el científico espacial James Van Allen descubrió que la Tierra estaba rodeada de iones y electrones, atrapados en el campo magnético terrestre, que interferían en las comunicaciones con las sondas espaciales. Casi simultáneamente, se descubrieron cinturones de radiación gigantes alrededor de Júpiter, a partir de ráfagas detectadas en observaciones de radio.
Impresión artística de una aurora y el cinturón de radiación circundante de la estrella enana ultrafría LSR J1835+3259. Ilustración: Chuck Carter, Melodie Kao, Fundación Heising-Simons
Recordemos que enanas ultrafrías son objetos de muy baja masa. Es el caso de la enana marrón LSR J1835+3259, a cuyo alrededor un equipo de científicos de la Universidad de Valencia ha detectado un cinturón de radiación formado por partículas cargadas de energía y atrapadas en su intenso campo magnético. Su forma de rosquilla es casi una versión a escala de los conocidos cinturones Van Allen, llamados así en honor a su descubridor, de la Tierra y Júpiter.
El nuevo cinturón de radiación de LSRJ1835, observado en longitudes de onda de radio gracias a la red europea de interferometría de línea de base muy larga (VLBI) y publicado ahora en la revista Science, es el primero descubierto más allá de nuestro sistema solar y muestra la universalidad de esta estructura.
LSRJ1835 es sesenta veces más pesada que Júpiter.
“Aunque con un tamaño y una energía diferentes, esta similitud es evidente cuando se observan los cinturones de radiación de Júpiter y LSRJ1835 uno al lado del otro”, señala Juan Bautista Climent, investigador en el Departamento de Astronomía de la Universidad de Valencia, asociado de la Universidad Internacional de Valencia y autor principal del artículo. “El diámetro de la estructura magnética alrededor de la enana ultrafría es diez veces mayor que el de Júpiter y millones de veces más potente. En realidad, LSRJ1835 es sesenta veces más pesada que Júpiter y gira tres veces más rápido. Ambos hechos se combinan para originar un intenso campo magnético en su superficie, muy similar al irradiado en un aparato de resonancia magnética”, añade el científico.
Pero el extraordinario detalle de la imagen de radio de LSRJ1830 desvela más secretos de este objeto. El estudio descubre que, al igual que ocurre en la Tierra y en Júpiter, el cinturón de radiación contribuye a la formación de auroras. Sin embargo, el gigantesco cinturón de radiación de LSRJ1835 da lugar a auroras extrasolares de una energía tan grande que se convierten en algo más que una afable luminiscencia.
“Estas auroras liberan energía de manera muy concentrada y a altísima temperatura que producen picos de emisión de radio diez veces mayores que la emisión total de LSRJ1835”, señala José Carlos Guirado, catedrático de Astronomía de la Universidad de Valencia y coautor del artículo. –Y añade: “Por primera vez tenemos una imagen de la aurora vista en luz polarizada y situada a medio camino entre las dos zonas de emisión correspondientes al cinturón, cerca de la superficie de LSRJ1835". Tanto la aurora como el cinturón de radiación se pueden observar de manera simultánea, lo que proporciona una valiosa información sobre la geometría de esta enana marrón.
Imágenes de radio reconstruidas de LSR J1835+3259 utilizando la Red Europea VLBI. Las dos manchas corresponden al cinturón de radiación en forma de donut visto de canto. El contorno representa la potente luz polarizada que se origina en la aurora, cerca de la superficie de la enana marrón, situada a medio camino entre las componentes de radio del cinturón de radiación. Crédito: Joan Climent.
Por otra parte, los resultados de este estudio en LSRJ1835 demuestran que la Red Europea de VLBI es capaz de cartografiar cinturones de radiación en objetos cercanos, así como de anticipar que futuros instrumentos, como el Square Kilometre Array, ampliarían estos estudios a objetos más pequeños y remotos, incluidos los exoplanetas.
Para obtener la imagen se combinaron antenas de radio gigantes repartidas por todo el planeta.
El conocimiento del entorno magnético de los exoplanetas es extremadamente importante para calibrar las posibilidades de albergar vida extraterrestre. “Que la vida sea viable depende en gran medida de las características de la radiación que rodea a estos nuevos mundos", destaca Miguel Ángel Pérez-Torres, del Instituto de Astrofísica de Andalucía (CSIC) y coautor del artículo.
LSRJ1835 es una enana marrón, un cuerpo de transición entre una estrella y un planeta, situada a 18 años luz. Es extremadamente pequeña y solo el uso de redes de interferometría de muy larga base (VLBI) permite una visión detallada de su entorno. Para obtener la imagen del cinturón de radiación, la red europea de VLBI combinó antenas de radio gigantes repartidas por todo el planeta, desde España hasta Shanghái, desde Suecia hasta Sudáfrica, todas ellas escaneando LSRJ1835 simultáneamente para lograr una resolución cincuenta veces mejor que la del telescopio espacial James Webb de la NASA.
Información facilitada por la Universidad de Valencia
Referencia: J. B. Climent et al. Evidence for a radiation belt around a brown dwarf. Science (2023). DOI: 10.1126/science.adg6635
