Los planetas gigantes gaseosos que orbitan cerca de otras estrellas tienen poderosos campos magnéticos, muchas veces más fuerte que nuestro propio Júpiter, según un nuevo estudio de un equipo de astrofísicos. Es la primera vez que se calcula la intensidad 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 de Catania en Italia. Su informe fue publicado el 22 de julio en Astronomía de la naturaleza .

"Nuestro estudio es el primero en utilizar señales observadas para derivar las intensidades del campo magnético de los exoplanetas, ", dice Shkolnik." Estas señales parecen provenir de interacciones entre los campos magnéticos de la estrella y el planeta en órbita estrecha ".

Muchos mundos

Más de 3, 000 sistemas de exoplanetas que contienen más de 4, Se han descubierto 000 planetas desde 1988. Muchos de estos sistemas estelares incluyen lo que los astrónomos llaman "Júpiter calientes". Estos son planetas gaseosos masivos que se presume que son como el Júpiter del Sol, pero que orbitan sus estrellas a distancias cercanas. típicamente unas cinco veces el diámetro de la estrella, o aproximadamente 20 veces la distancia entre la Luna y 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.

Estudios previos, el equipo dice, han puesto límites superiores a los campos magnéticos de los exoplanetas, por ejemplo, de observaciones de radio o derivado puramente de la teoría.

"Combinamos las 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 encontró el equipo van de 20 a 120 gauss. Para comparacion, 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 desencadenante

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 del calor de una estrella, cromosfera calentada magnéticamente, una fina capa de gas sobre la superficie estelar más fría. Las observaciones permitieron al equipo calcular cuánta energía se estaba liberando en la emisión de calcio de las estrellas.

Dice Shkolnik, "Usamos las estimaciones de potencia para calcular las intensidades de los campos magnéticos de los planetas usando una teoría de 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 retuerce o estira el campo como una goma, esto aumenta la energía almacenada en el campo magnético ”. Los Júpiter calientes orbitan muy cerca de sus estrellas madres, por lo que el campo magnético del planeta puede torcer y estirar el campo magnético de la estrella.

"Cuando esto pasa, "Cauley dice, "la energía se puede liberar cuando los dos campos se reconectan, y esto calienta la atmósfera de la estrella, aumentando la emisión de calcio ".

Sondeo profundo

Los astrofísicos han sospechado que los Júpiter calientes lo harían, como nuestro propio Júpiter, tienen campos magnéticos producidos en su interior. Las nuevas observaciones proporcionan la primera prueba de la dinámica interna de estos planetas masivos.

"Esta es la primera estimación de la intensidad del campo magnético de estos planetas basada en observaciones, por lo que es un gran salto en nuestro conocimiento, "Nos da una mejor comprensión de lo que está sucediendo dentro de estos planetas", señala Shkolnik.

Añade 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 intensidades de campo, el equipo dice, son más grandes de lo que cabría esperar considerando solo la rotación y la edad del planeta. La teoría estándar de la dínamo de los campos magnéticos planetarios predice intensidades de campo para los planetas muestreados que son mucho más pequeños de lo que encontró el equipo.

En lugar de, 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 mucha energía extra de sus estrellas anfitrionas, Los Júpiter calientes deberían tener campos magnéticos más grandes que los planetas de masa y velocidad de rotación similares.

"Nos complace ver lo bien que se correspondía la magnitud de los valores de campo 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 ".