Un estallido extremo en una estrella joven similar al Sol revela un entorno salvaje para el desarrollo de exoplanetas

Los astrónomos han detectado un extraordinario estallido de una estrella joven que era más de cien veces más brillante en tan sólo unas horas. El descubrimiento proporciona nuevos conocimientos sobre cómo se comportan las estrellas jóvenes similares al Sol en las primeras etapas de su vida y cómo afectan el desarrollo de cualquier planeta recién nacido.

Investigadores del Observatorio Astrofísico Smithsonian (SAO), parte del Centro de Astrofísica | Harvard y el Smithsonian (CfA) hicieron el descubrimiento mediante observaciones Submillimeter Array (SMA) de HD 283572, una estrella un 40 por ciento más masiva que el Sol, ubicada a unos 400 años luz de distancia. El SMA es un conjunto de telescopios en Mauna Kea en Hawaii que fue diseñado específicamente para detectar luz de ondas milimétricas.

Con menos de 3 millones de años, HD 283572 es mil veces más joven que el Sol, la edad en la que los planetas similares a la Tierra comenzaron a formarse alrededor de las estrellas. Un equipo dirigido por el Dr. Joshua Bennett Lovell, astrónomo de SAO y miembro de SMA en CfA, utilizó el SMA para buscar material polvoriento formado durante la formación de planetas jóvenes con un brillo tenue pero detectable en longitudes de onda milimétricas o de radio. . Sin embargo, encontraron algo completamente diferente.

"Nos sorprendió ver algo tan brillante antorcha de una típica estrella joven, dijo Lovell. - Las llamaradas en estas longitudes de onda son raras y no esperábamos ver nada más que un tenue resplandor de polvo en formación de planetas.

Un estallido estelar puede aumentar el brillo de una estrella en un factor de decenas o cientos en diferentes longitudes de onda. A medida que las estrellas giran, sus campos magnéticos pueden envolverse y desarrollar regiones de mayor energía magnética. Como una herida con un resorte demasiado apretado, esta energía magnética almacenada debe eventualmente liberarse. En el caso de las estrellas, esto provoca intensas aceleraciones de partículas cargadas que atraviesan sus superficies.

La dificultad de observar este tipo de llamaradas es que nunca está claro cuándo podría explotar una estrella a continuación, y captarlas puede ser especialmente difícil en longitudes de onda milimétricas.

"HD 283572 estuvo inactivo durante meses antes de que detectáramos su erupción", dijo Lovell. "Después de esta llamarada, cada vez que apuntamos el SMA hacia la estrella, no vimos nada. Nuestra investigación confirma que estos eventos de llamaradas son raros en longitudes de onda milimétricas, pero pueden ser muy poderosos para estrellas de esta edad joven".

El equipo midió la energía de la llamarada de HD 283572 y descubrió que durante un período de 9 horas liberó alrededor de un millón de veces más energía que cualquier llamarada de escala milimétrica observada en las estrellas más cercanas al Sol. Esta es una de las antorchas más poderosas reportadas.

¡Fue un evento enorme, equivalente a utilizar todo el arsenal nuclear de la Tierra en aproximadamente un milisegundo, una y otra vez, durante casi medio día!", dijo el investigador de SAO, el Dr. Garrett Keating, coautor del estudio y científico del proyecto SMA. "Si no hubiéramos observado la SMA, habríamos calculado la longitud de la onda de luz estelar; esperamos que incluso sea varias veces más potente".

Aunque sólo se detectó una llamarada, no está claro qué causó el incidente.

"Es un verdadero enigma, y ​​hay muchos mecanismos que podrían estar en juego. Interacciones con estrellas o planetas compañeros invisibles, o actividad periódica de manchas estelares son dos posibilidades, pero no hay duda de cuán poderoso fue este evento", dijo Keating. . "Cualquier planeta potencial que se desarrollara en este sistema sería golpeado por la fuerza de esta llamarada. ¡No quiero crecer allí!"

La corta edad de la estrella y su naturaleza similar al Sol proporcionan pistas importantes sobre los entornos típicos que podría experimentar cualquier planeta joven y en desarrollo como la Tierra. Las poderosas llamaradas pueden limitar el crecimiento de la atmósfera de un planeta o dañar gravemente una atmósfera ya establecida.

Se están realizando observaciones adicionales para comprender con qué frecuencia HD 283572 erupciona y cómo las erupciones alrededor de una estrella joven de este tipo inhiben el crecimiento de la atmósfera planetaria.

"En este momento, estamos ejecutando una nueva campaña SMA para estudiar estrellas jóvenes similares a HD283572. ¿Con qué frecuencia brillan y cuáles son sus propiedades? Al combinar datos SMA con observaciones de longitudes de onda más largas, también podemos estudiar la física de las llamaradas estelares y sus mecanismos de emisión. Trabajé en esto utilizando datos de archivo de una gama muy grande", dijo Ramisa Akter Rahman, estudiante de último año del College of William and Mary que completó una pasantía de verano con el Dr. Lovell en el Programa de Experiencia de Investigación de Pregrado 2023 de SAO.

Resultados fue publicado año Cartas de revistas astrofísicas.