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¿Podemos saber si un exoplaneta tiene un campo magnético?

El reciente descubrimiento del exoplaneta Próxima b ha dado lugar a varias preguntas sobre su habitabilidad y su potencial para albergar vida. Una de las mayores preocupaciones es la gran cantidad de radiación proveniente de las llamaradas emanadas de su estrella. El planeta está más cerca de su estrella que la Tierra del Sol y las llamaradas parecen ser más frecuentes allí que aquí. Por lo tanto, para que este planeta sea habitable, o incluso habitado por alguna forma de vida, es necesario contar con un fuerte campo magnético.

Por lo tanto, mi pregunta es: ¿es posible determinar si un exoplaneta tiene un campo magnético y, en tal caso, medir su fuerza de alguna manera?

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Ciertamente hay muchas formas de detectar un campo magnético en un exoplaneta. Muchas implican estudiar las interacciones con la estrella de origen. Es posible que hayas oído hablar del caso de HD 209458 b. Aquí, Kislyakova et al. (2014) observaron la absorción de Lyman-$\alpha$ alrededor del planeta, lo cual indicaba la presencia de átomos neutrales moviéndose a altas velocidades. El único modelo que explicaba este comportamiento era un campo magnético con un momento magnético similar al de Júpiter, interactuando con el viento estelar.

Existen otras señales de la magnetosfera de un planeta. Los electrones viajando a lo largo de las líneas de campo en la magnetosfera pueden generar emisiones de radio debido a la radiación ciclotrónica de electrones, lo cual ha sido observado en los gigantes gaseosos del sistema solar. Detectar estas emisiones en exoplanetas es mucho más complicado, dado que las señales serán más débiles. Sin embargo, a distancias de menos de 20 parsecs, este método podría ser factible en un futuro cercano.

Otra técnica posible sería estudiar los arcos de choque (ver Vidotto et al. 2010) causados por la interacción de la magnetosfera del planeta con el viento estelar. Esto -al igual que los otros métodos- puede funcionar extremadamente bien cuando el planeta está cerca de su estrella de origen, como es el caso de los Júpiter calientes. También se puede estudiar la pérdida de atmósfera en estos planetas (lo cual sería influenciado por la presencia de un campo magnético) -similar a lo que se hizo con HD 209458.

También está el curioso caso de HD 179949 b. En 2004, los astrónomos notaron un punto caliente en la superficie de HD 179949, la estrella anfitriona. Este punto caliente tiene el mismo periodo que el de los planetas, y parece ser el resultado de una interacción entre los campos magnéticos del exoplaneta y la estrella. Sin embargo, no estoy al tanto de observaciones más recientes sobre este punto caliente.

Recomendaría fuertemente echar un vistazo al Capítulo cuatro de este libro para un resumen breve de las diferentes técnicas de detección, así como una discusión de leyes teóricas de escala.

También cabe mencionar que Barnes et al. (2016) crearon modelos que encontraron que es posible que Proxima Centauri b tenga un campo magnético, aunque aún no hay datos para confirmar o refutar esta posibilidad. Barnes mismo explica esto, junto con otros temas de habitabilidad, en el sitio web Pale Red Dot.


Tengo conocimiento de dos papers recientes (Vedantham et al. 2020, Pope et al. 2020) que afirman una detección indirecta de un exoplaneta orbitando la estrella GJ 1151 al 1) detectar emisión de radio a ~150 MHz y 2) descartar compañeros con $M\sin i>5.6M_{\odot}$, teorizando que la señal proviene de emisiones aurorales debido a la magnetosfera de un exoplaneta. Puedo dar más detalles una vez que haya revisado a fondo los papers -quizás después de que alguien pueda hacer observaciones independientes del sistema.

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