Encontrar planetas en el Universo es bastante difícil … Aunque tres planetas del sistema solar se alinearán hoy (Tierra, Júpiter y Saturno) para formar uno de los objetos más brillantes vistos en cientos de años. Pero si bien los brillantes Júpiter y Saturno son siempre visibles a simple vista, Neptuno no se observó directamente hasta 1846 a pesar de estar en nuestro propio sistema solar. No empezamos a descubrir planetas fuera del sistema solar hasta 150 años después de Neptuno. Como Neptuno, los encontramos (aunque indirectamente), a través de la luz visible. Sin embargo, un equipo internacional de investigadores quizás acaba de hacer la primera detección de un exoplaneta a través de las emisiones de radio creadas por la aurora del planeta.

Liderado por el investigador postdoctoral de Cornell, Jake D. Turner, Philippe zakar del Observatorio de París y Jean-Mathias Greissmeier de la Universidad de Orleans, el equipo tiene un próximo artículo sobre Astronomía y astrofísica basado en la detección teorizada de exoauroa. Mediante la antena de banda baja LOFAR (Low Frequency Array) con sede en Holanda, se capturaron datos de emisiones de radio de tres sistemas solares: 55 Cancri, Upsilon Andromedae y Tau Boötis. Cada uno de estos sistemas contiene exoplanetas conocidos. La investigación no consistía en descubrir nuevos exoplanetas, sino a probar si los planetas conocidos de estos sistemas se podrían detectar buscando las señales de radio. Los planetas emiten señales de radio creados a partir de interacciones entre sus campos magnéticos y el plasma o «viento solar» que irradia desde sus estrellas «padres». Cuando el plasma de una estrella se enreda en la burbuja magnética alrededor de un planeta (la magnetosfera), la aurora visible se crea igual que las luces norte / sur que vemos a nuestro propio planeta. Estas aurora también crean emisiones de radio que viajan años luz por el espacio.

Una simulación del gigante gaseoso «Júpiter caliente» Tau Boötis Ab que gira alrededor de su estrella padre a una séptima parte de la distancia que Mercurio orbita nuestro Sol.

Probado y testado

Actualmente, sólo tenemos un puñado de métodos para detectar mundos lejanos fuera de nuestro propio sistema solar. Los dos que tienen más éxito son la espectroscopia doppler (o el método de la velocidad radial) y el método de tránsito.
Conoce el efecto doppler de las ondas de sonido? Una ambulancia que pasa cerca de nosotros, su sirena lo sentimos como sonidos agudos cuando se aproxima, pero mas graves al alejarse. Pues las ondas de luz también experimentan este efecto doppler. Cuando un objeto se acerca a nosotros, su luz se desplaza hacia una parte más azul del espectro visible. Cuando un objeto se aleja de nosotros, su luz se desplaza hacia la parte más roja del espectro. Las estrellas con planetas muestran luz cambiada de color azul y rojo para que literalmente oscilan adelante y atrás mientras son atraídas por la gravedad de sus planetas que orbitan. La oscilación se mide como la «velocidad radial» de la estrella o la velocidad que viaja hacia nosotros o alejándola durante el transcurso de la oscilación.

El segundo es el método de tráfico que utilizan las misiones de caza de planetas como TESS y Kepler. Estas misiones ven las siluetas de exoplanetas lejanos. A medida que estos planetas orbitan alrededor de sus estrellas anfitrionas, bloquean una parte de la luz de las estrellas desde nuestra perspectiva proyectando una sombra medible a través del espacio: un tránsito. El tráfico nos habla del tamaño del planeta, la distancia a su estrella madre y la duración del año. Mediante los dos métodos, se han descubierto miles de exoplanetas.

El Observatorio LOFAR es una matriz hecha de 20.000 antenas de radio individuales concentradas en 48 grupos separados dentro de toda la matriz.

Un «Júpiter» caliente y ruidoso

La detección de emisiones de radio añade un nuevo método posible de caza de exoplanetas. De los tres sistemas solares observados, el sistema estelar Tau Boötis mostró un resultado prometedor que el equipo cree que podría ser una emisión de radio desde un planeta. Tau Boötis reside a 51 años luz de la Tierra en la constelación de Boötes. El sistema contiene una estrella de clase F (Tau Boötis A) aproximadamente un 50% mayor que nuestro propio Sol y 3 veces más luminosa. La estrella tiene un compañero enana roja de clase M (Tau Boötis B) que orbita a una distancia de 220 UA (más de 7 veces la distancia que Neptuno orbita nuestro propio Sol). La estrella F principal tiene un conocido exoplaneta gigante gaseoso llamado Tau Boötis Ab. Tau Boötis Ab fue en realidad uno de los primeros exoplanetas descubiertos en 1996 mediante espectroscopia doppler.
Hay fuertes pruebas de que la señal de radio del sistema Tau Boötis emana del propio planeta. Tau Boötis Ab es un gigante gaseoso «Júpiter caliente» que orbita una séptima parte de la distancia que Mercurio orbita nuestro Sol. Su año dura sólo 3 días. La proximidad a la estrella hace de Tau Boötis Ab un candidato ideal para la observación de emisiones de radio. Enredado tan estrechamente al plasma estelar, el campo magnético del planeta se sobrealimenta creando emisiones de radio un millón de veces más fuertes que las de Júpiter.
La señal detectada también mostraba un grado de polarización esperado por la emisión de radio planetaria auroral, que también es diferente de otros objetos astronómicos. Sin embargo, las fulguraciones y explosiones estelares a veces pueden polarizarse, lo que significa que la fuente de radio podría originarse de Tau Boötis B, la estrella compañera enana, ya que las estrellas enanas M son conocidas por violentas fulguraciones solares. Como señala el equipo: «se necesitan observaciones de seguimiento para confirmar la presencia de este débil señal y, posteriormente, verificar su origen».

Magnetosferas habitables

Si efectivamente la señal se originó a partir de Tau Boötis Ab, es posible que estemos viendo una nueva era de detección de exoplanetas. Conviene que esta nueva era sea iniciada por Tau Boötis Ab. Los Júpiter calientes fueron algunos de los primeros planetas descubiertos por espectroscopia doppler porque su masa y órbita cercana a sus estrellas hicieron que su «oscilación» de estas estrellas padres fuera más pronunciado.
Además de una nueva herramienta de detección, la implicación de este descubrimiento es que tenemos una manera de determinar la fuerza de la magnetosfera de un mundo distante, relevante para la habitabilidad. La atmósfera de la Tierra está protegida por nuestro campo magnético que impide que los vientos solares lleven nuestra atmósfera en el espacio (literalmente soplado por el Sol), tal como le ocurrió a la atmósfera de Marte, que hace muchos años ser mucho más densa …

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