NASA: descubrimiento cambia lo que se sabía sobre el Sol y campos magnéticos de estrellas

Estrella roja enana GJ 3253. (Foto: X-ray: NASA/CXC/Keele Univ./N. Wright et al; Optical: DSS)

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Los astrónomos han utilizado data del Observatorio de Rayos X Chandra de la NASA para hacer un descubrimiento que puede tener implicaciones profundas en la comprensión de cómo el campo magnético del Sol y otras estrellas se genera.

Los investigadores han descubierto que cuatro viejas estrellas enanas con menos de la mitad de la masa que el Sol están emitiendo rayos X a una tasa más baja de la esperada, indica la NASA en su página web.

Las emisiones de rayos X son un indicador excelente de la fuerza del campo magnético de una estrella, así que este descubrimiento sugiere que estas estrellas tienen campos magnéticos más débiles que lo pensado anteriormente, explica la NASA

Dado que las estrellas jóvenes de todas las masas tienen altos niveles de emisiones de rayos X y fuertes campos magnéticos, esto sugiere que el campo magnético de estas estrellas se ha debilitado con el tiempo. Mientras que esto es una propiedad común observada en estrellas como nuestro Sol, no se esperaba que esto ocurriera con estrellas de baja masa, debido a que su estructura interna es muy diferente.

El Sol y otras estrellas son gigantes esferas de gas súper caliente. El campo magnético del Sol es responsable de producir manchas solares, su ciclo de 11 años, y poderosas erupciones de partículas desde la superficie solar. Estas poderosas tormentas solares pueden producir espectaculares auroras en la Tierra, dañando sistemas de poder eléctrico y las comunicaciones de satélite, así como afectar a los astronautas en el espacio.

“Hemos sabido durante décadas que el campo magnético en el Sol y otras estrellas juegan un rol importante en cómo nos comportamos, pero muchos detalles permanecen como un misterio”, indicó el investigador líder Nicholas Wright de la Universidad Keele del Reino Unido. “Nuestro resultado es un paso en la búsqueda de una comprensión completa del Sol y otras estrellas”, agregó de acuerdo a la NASA.

La rotación de una estrella y el fluido de gas en su interior juegan un rol en la producción del campo magnético. La rotación del Sol y estrellas similares varían con la latitud así como la profundidad debajo de la superficie. Otro factor en la generación del campo magnético es la convección. Similar a la circulación del aire cálido dentro de un horno, el proceso de convección de una estrella distribuye el calor desde el interior de la estrella a la superficie en un patrón circulante de gas caliente y gas más frío.

La convección ocurre en el tercio exterior del Sol, mientras el gas caliente más cercano al núcleo permanece relativamente estable. Hay una diferencia en la velocidad de la rotación entre estas dos regiones. Muchos astrónomos piensan que esta diferencia es responsable de la generación de la mayor parte del campo magnético en el Sol, al causar campos magnéticos a lo largo de la frontera entre la zona de convección y el núcleo. Dado que las estrellas rotan más lentamente mientras envejecen, esto también juega un rol en cómo el campo magnético se debilita en estas estrellas con el tiempo.

Concepto artístico de una estrella enana. (Foto: X-ray: NASA/CXC/Keele Univ./N. Wright et al; Optical: DSS)

“De alguna forma puedes pensar sobre el interior de una estrella como una increíblemente complicado baile, con muchos, muchos bailarines”, ejemplificó el co-autor Jeremy Drake del Harvard Smithsonian Center for Astrophysics en Cambridge. “Algunos bailarines se mueven con unos con otros, mientras otros lo hacen independientemente. Este movimiento genera campo magnético, pero cómo funciona en detalle es un extremadamente difícil de determinar”, agregó de acuerdo a la NASA.

Para estrellas con menos masa que el Sol, la convección ocurre hasta el final en el núcleo de la estrella. Esto significa que el límite entre regiones con y sin convección, que se creía era crucial para generar el campo magnético, no existe. Una escuela de pensamiento ha sido que el campo magnético es generado mayormente por la convección en estas estrellas, dado que la convección no cambia cuando la estrella envejece, sus campos magnéticos no se debilitarían mucho con el tiempo.

Al estudiar estas cuatro estrellas enanas con menos masa utilizando el Chandra, se pudo poner a prueba la hipótesis. “Encontramos que estas estrellas más pequeñas tienen campos magnéticos que disminuyen mientras envejecen, exactamente como lo hacen estrellas como el Sol. Esto realmente va en contra de lo que habíamos esperado”, precisó de acuerdo a la NASA.

Estos resultados infieren que la interacción en la zona de convección y límites del núcleo no domina la generación del campo magnético en estrellas como el Sol.