Los planetas gigantes gaseosos que orbitan cerca de otras estrellas tienen poderosos campos magnéticos, muchas veces más fuertes que nuestro propio Júpiter, según un nuevo estudio realizado por un equipo de astrofísicos. Es la primera vez que se calcula la fuerza de estos campos a partir de observaciones.
El equipo, dirigido por Wilson Cauley de la Universidad de Colorado, también incluye al profesor asociado Evgenya Shkolnik de la Escuela de Exploración de la Tierra y el Espacio de la Universidad Estatal de Arizona. Los otros investigadores son Joe Llama de la Universidad del Norte de Arizona y Antonino Lanza del Observatorio Astrofísico deCatania en Italia. Su informe fue publicado el 22 de julio en Astronomía de la naturaleza .
"Nuestro estudio es el primero en usar señales observadas para derivar las intensidades del campo magnético del exoplaneta", dice Shkolnik. "Estas señales parecen provenir de interacciones entre los campos magnéticos de la estrella y el planeta en órbita estrecha".
muchos mundos
Se han descubierto más de 3,000 sistemas de exoplanetas que contienen más de 4,000 planetas desde 1988. Muchos de estos sistemas estelares incluyen lo que los astrónomos llaman "Júpiter caliente". Estos son planetas gaseosos masivos que se suponen como el Júpiter del Sol pero que orbitan sus estrellas a distancias cortas, típicamente unas cinco veces el diámetro de la estrella, o aproximadamente 20 veces la distancia de la Luna a la Tierra.
Tales planetas viajan bien dentro del campo magnético de su estrella, donde las interacciones entre el campo planetario y el estelar pueden ser continuas y fuertes.
Los estudios anteriores, según el equipo, han establecido límites superiores en los campos magnéticos de exoplanetas, por ejemplo, a partir de observaciones de radio o derivados puramente de la teoría.
"Combinamos mediciones del aumento de la emisión estelar de las interacciones magnéticas estrella-planeta junto con la teoría de la física para calcular las intensidades del campo magnético para cuatro Júpiter calientes", dice el autor principal Cauley.
Las intensidades del campo magnético que el equipo encontró varían de 20 a 120? Gauss. En comparación, el campo magnético de Júpiter es de 4.3 gauss y la intensidad del campo de la Tierra es de solo medio gauss, aunque eso es lo suficientemente fuerte como para orientar las brújulas en todo el mundo.
Actividad de activación
Los astrofísicos utilizaron telescopios en Hawai y Francia para adquirir observaciones de alta resolución de la emisión de calcio ionizado Ca II en las estrellas madre de los cuatro Júpiter calientes. La emisión proviene de la cromosfera caliente, magnéticamente calentada de una estrella, una capa delgadade gas por encima de la superficie estelar más fría. Las observaciones permitieron al equipo calcular cuánta energía se liberaba en la emisión de calcio de las estrellas.
Dice Shkolnik, "Utilizamos las estimaciones de potencia para calcular las intensidades de campo magnético para los planetas usando una teoría sobre cómo los campos magnéticos de los planetas interactúan con los campos magnéticos estelares".
Cauley explica: "A los campos magnéticos les gusta estar en un estado de baja energía. Si se retuerce o estira el campo como una banda elástica, esto aumenta la energía almacenada en el campo magnético". Los Júpiter calientes orbitan muy cerca de sus estrellas madre.y entonces el campo magnético del planeta puede torcer y estirar el campo magnético de la estrella.
"Cuando esto sucede", dice Cauley, "se puede liberar energía a medida que los dos campos se reconectan, y esto calienta la atmósfera de la estrella, aumentando la emisión de calcio".
Sondeo profundo
Los astrofísicos sospechan que los Júpiter calientes, como nuestro propio Júpiter, tendrían campos magnéticos producidos en su interior. Las nuevas observaciones proporcionan la primera sonda de la dinámica interna de estos planetas masivos.
"Esta es la primera estimación de las intensidades del campo magnético para estos planetas basada en observaciones, por lo que es un gran salto en nuestro conocimiento", señala Shkolnik. "Nos está dando una mejor comprensión de lo que está sucediendo dentro de estos planetas".
Ella agrega que también debería ayudar a los investigadores que modelan las dinamos internas de los Júpiter calientes. "No sabíamos nada sobre sus campos magnéticos, o cualquier otro campo magnético de exoplanetas, y ahora tenemos estimaciones para cuatro sistemas reales".
Sorprendentemente poderoso
Las fuerzas de campo, según el equipo, son más grandes de lo que cabría esperar considerando solo la rotación y la edad del planeta. La teoría de la dinamo estándar de los campos magnéticos planetarios predice las fuerzas de campo para los planetas muestreados que son mucho más pequeños de lo que el equipo encontró.
En cambio, las observaciones apoyan la idea de que los campos magnéticos planetarios dependen de la cantidad de calor que se mueve a través del interior del planeta. Debido a que están absorbiendo una gran cantidad de energía adicional de sus estrellas anfitrionas, los Júpiter calientes deberían tener campos magnéticos más grandes que los planetas similaresmasa y velocidad de rotación.
"Nos complace ver qué tan bien la magnitud de los valores de campo se correspondía con los predichos por la teoría del flujo de calor interno", dice Shkolnik. "Esto también puede ayudarnos a trabajar hacia una comprensión más clara de los campos magnéticos alrededor de los planetas rocosos templados."
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Estatal de Arizona . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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