Las manchas estelares son más comunes entre las estrellas gigantes rojas de lo que se pensaba. En el diario Astronomía y Astrofísica , Los investigadores dirigidos por el Instituto Max Planck para la Investigación del Sistema Solar (MPS) en Alemania informan que aproximadamente el ocho por ciento de las gigantes rojas exhiben tales manchas. Son la expresión de fuertes campos magnéticos en la superficie estelar. Estos campos magnéticos se crean en el interior de la estrella en un proceso que requiere, entre otras cosas, convección y una rápida rotación de la estrella. Aunque las gigantes rojas generalmente se consideran estrellas que giran lentamente, los que tienen manchas estelares son aparentemente una excepción. La nueva publicación ofrece un análisis exhaustivo de las razones de sus cortos períodos de rotación que van desde la sincronización forzada con otra, estrella vecina, a la ingestión de una estrella o un planeta, a una velocidad de rotación inicial rápida en una fase temprana de desarrollo.

Entre las características más llamativas del sol se encuentran sus manchas solares, áreas relativamente más oscuras en comparación con el resto de la superficie, algunos de los cuales son visibles desde la Tierra incluso sin aumento. Numerosas otras estrellas, que como el sol están en la flor de la vida, también están cubiertos por manchas. En gigantes rojas por otra parte, que se encuentran en una etapa avanzada de evolución estelar, Anteriormente, estos puntos se consideraban raros. La razón de esta diferencia se puede encontrar en el interior de las estrellas. En un proceso de dinamo, la interacción de las corrientes de plasma eléctricamente conductoras y la rotación genera el campo magnético de una estrella que luego se lava hasta su superficie. En algunos lugares, Los campos magnéticos particularmente fuertes evitan que el plasma caliente fluya hacia arriba. Estas regiones aparecen oscuras y constituyen manchas estelares.

"La rotación y la convección son ingredientes cruciales para la formación de campos magnéticos superficiales y manchas estelares, "explica el Dr. Federico Spada de MPS, coautor del nuevo estudio. "Las estrellas con capas convectivas externas tienen el potencial de generar campos magnéticos superficiales a través de la acción de la dinamo, pero solo cuando la estrella gira lo suficientemente rápido, la actividad magnética se vuelve detectable, ", agrega. Hasta ahora, Los investigadores habían asumido que casi todas las gigantes rojas giran bastante lentamente alrededor de su propio eje. Después de todo, las estrellas se expanden dramáticamente cuando se convierten en gigantes rojas hacia el final de sus vidas. Como resultado, su rotación se ralentiza, como un patinador artístico que hace una pirueta con los brazos extendidos. El nuevo estudio dirigido por científicos de MPS y la Universidad Estatal de Nuevo México (EE. UU.) Ahora pinta una imagen diferente. Alrededor del ocho por ciento de las gigantes rojas observadas giran lo suficientemente rápido como para que se formen manchas estelares.

El equipo de investigación examinó los datos de medición de unas 4500 gigantes rojas registradas por el telescopio espacial Kepler de la NASA entre 2009 y 2013 en busca de evidencia de manchas. Estos puntos reducen la cantidad de luz que emite una estrella al espacio. Dado que por lo general cambian solo ligeramente durante varios meses, gradualmente giran fuera del campo de visión del telescopio y luego reaparecen después de algún tiempo. Esto produce tpico, fluctuaciones de brillo que se repiten regularmente.

En un segundo paso, los científicos investigaron la cuestión de por qué los gigantes manchados giran tan rápido. ¿Cómo reúnen la energía necesaria? "Para responder a esta pregunta, tuvimos que determinar tantas propiedades de las estrellas como fuera posible y luego armar una imagen general, "dice el Dr. Patrick Gaulme, autor principal de la publicación. En el Observatorio Apache Point en Nuevo México (EE. UU.), por ejemplo, los investigadores estudiaron cómo las longitudes de onda de la luz estelar de algunas de las estrellas cambian con el tiempo. Esto permite sacar conclusiones sobre su movimiento exacto. El equipo también analizó las rápidas fluctuaciones en el brillo, que se superponen a los más lentos causados ​​por las manchas estelares. Las fluctuaciones más rápidas son la expresión de ondas de presión que se propagan a través del interior de una estrella hasta su superficie. Contienen información sobre muchas propiedades internas, como la masa y la edad de la estrella.

El análisis reveló que aproximadamente el 15 por ciento de los gigantes manchados pertenecen a sistemas estelares binarios cercanos, generalmente constituido por un gigante rojo con un compañero pequeño y menos masivo. "En tales sistemas, las velocidades de rotación de ambas estrellas se sincronizan con el tiempo hasta que giran al unísono como un par de patinadores artísticos, "dice Gaulme. El gigante rojo más lento gana así impulso y gira más rápido de lo que lo habría hecho sin una estrella compañera.

Las otras gigantes rojas con manchas de estrellas, alrededor del 85 por ciento, están solos y, sin embargo, giran rápidamente. Aquellos con una masa aproximadamente igual a la del Sol probablemente se fusionaron con otra estrella o planeta en el curso de su evolución y así ganaron velocidad. Los algo más pesados, cuyas masas son dos o tres veces la del Sol, mirar hacia atrás en un desarrollo diferente. En el apogeo de sus vidas antes de que se convirtieran en gigantes rojas, su estructura interna impidió la creación de un campo magnético global que aleja gradualmente las partículas de la estrella. A diferencia de sus contrapartes magnéticas, que, por lo tanto, giran cada vez más lentamente con el tiempo, su rotación probablemente nunca se ha ralentizado significativamente. Incluso como gigantes rojas todavía giran casi tan rápido como lo hacían en su juventud.

"En total, detrás de la característica de observación común de que algunas gigantes rojas tienen manchas, encontramos tres grupos de estrellas que giran rápidamente, cada uno de los cuales tiene una explicación muy diferente. Por tanto, no es de extrañar que el fenómeno esté más extendido de lo que pensábamos anteriormente, "dice Gaulme.

Estudios como la presente investigación arrojan luz, entre otras cosas, sobre la evolución de la rotación y la actividad magnética en las estrellas, y su compleja interacción, incluido el impacto en la habitabilidad de los sistemas planetarios que pueden albergar. Estos se encuentran entre los principales objetivos de la misión PLATO de la ESA, cuyo lanzamiento se espera para fines de 2026. "Esperamos tener la misión PLATO en el espacio; con sus observaciones únicas de larga duración podremos extender el estudio a otras regiones de la Vía Láctea, "concluye Spada.