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    Vientos estelares y atmósferas de exoplanetas en evaporación

    Una ilustración del sistema TRAPPIST-1 de siete planetas alrededor de una estrella M-enana. La estrella tiene una fuerte emisión de rayos X y UV, así como un viento ionizado que puede evaporar la atmósfera de un planeta que orbita cerca. Los astrónomos han completado simulaciones utilizando los parámetros del sistema TRAPPIST-1 que revelan las complejas posibles consecuencias de un viento estelar en la atmósfera de un planeta. Crédito:NASA / CalTech-JPL

    La mayoría de las estrellas, incluido el sol, generan una actividad magnética que impulsa un movimiento rápido, viento ionizado y también produce rayos X y emisión ultravioleta (a menudo denominada radiación XUV). La radiación XUV de una estrella se puede absorber en la atmósfera superior de un planeta en órbita, donde es capaz de calentar el gas lo suficiente como para escapar de la atmósfera del planeta. M-estrellas enanas, el tipo de estrella más común con diferencia, son más pequeños y fríos que el sol, y pueden tener campos magnéticos muy activos. Sus temperaturas superficiales frías dan como resultado que sus zonas habitables (HZ) estén cerca de la estrella (el HZ es el rango de distancias dentro de las cuales el agua de la superficie de un planeta en órbita puede permanecer líquida). Cualquier exoplaneta rocoso que orbite una enana M en su HZ, porque están cerca de la estrella, son especialmente vulnerables a los efectos de la fotoevaporación que puede resultar en la eliminación parcial o incluso total de la atmósfera. Algunos teóricos sostienen que los planetas con envolturas sustanciales de hidrógeno o helio podrían volverse más habitables si la fotoevaporación elimina una cantidad suficiente de la capa de gas.

    Los efectos de la radiación XUV en las atmósferas de exoplanetas se han estudiado durante casi veinte años, pero los efectos del viento estelar en las atmósferas de exoplanetas son poco conocidos. Los astrónomos de CfA Laura Harbach, Sofía Moschou, Jeremy Drake, Julián Alvarado-Gómez, y Federico Frascetti y sus colegas han completado simulaciones que modelan los efectos de un viento estelar en un exoplaneta con una atmósfera rica en hidrógeno que orbita cerca de una estrella enana M. Como ejemplo, utilizan la configuración de exoplanetas en TRAPPIST-1, una estrella enana M fría con un sistema de siete planetas, seis de los cuales están lo suficientemente cerca de la estrella como para estar en su HZ.

    Las simulaciones muestran que, dependiendo de los detalles, el viento estelar puede generar salidas de la atmósfera de un planeta. El equipo encuentra que tanto los campos magnéticos de la estrella como del planeta juegan un papel importante en la definición de muchos de los detalles del flujo de salida. que podría observarse y estudiarse a través de líneas de hidrógeno atómico en el ultravioleta. Los complejos resultados de la simulación indican que es probable que los planetas alrededor de estrellas anfitrionas enanas M muestren una amplia gama de propiedades atmosféricas. y algunas de las condiciones físicas pueden variar en escalas de tiempo breves, lo que hace que las interpretaciones observacionales de los tránsitos secuenciales de exoplanetas sean más complejas. Los resultados de la simulación destacan la necesidad de utilizar simulaciones 3D que incluyan efectos magnéticos para interpretar los resultados de observación de planetas alrededor de estrellas enanas M.


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