Los astrónomos de la NASA han descubierto una estrella cercana que parece una versión joven del sol, y podría arrojar luz sobre cómo se formó la vida en la Tierra.
La estrella, Kappa 1 Ceti, tiene una masa y una temperatura superficial similares a la de nuestro sol, está a unos 30 años luz de distancia, dijo el equipo del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, y agregó que tiene entre 600 y 750 millones de años. .
El sol se considera de mediana edad, con 4.600 millones de años, por lo que encontrar una estrella similar en sus años más jóvenes puede ayudar a comprender las condiciones en el sistema solar temprano.
‘El trabajo permite a los científicos comprender mejor cómo [the sun] puede haber dado forma a la atmósfera de nuestro planeta y al desarrollo de la vida en la Tierra ”, dijo la NASA.
Parte del trabajo consistió en estudiar las eyecciones de masa coronal y los vientos estelares que fluyen desde la estrella joven para ver cómo las expulsiones del sol pueden haber impactado la Tierra.
Ilustración de cómo pudo haber sido el sol hace cuatro mil millones de años, en la época en que se desarrolló la vida en la Tierra
Un concepto artístico de una eyección de masa coronal que golpea la débil magnetosfera de la Tierra joven
Es imposible retroceder miles de millones de años hasta el sistema solar primitivo y ver cómo era el sol cuando se formó la vida por primera vez en el planeta Tierra.
Sin embargo, hay más de 100 mil millones de estrellas dentro de la Vía Láctea, de las cuales una de cada diez es de un tamaño y luminosidad similar a nuestra propia estrella.
Muchas de estas estrellas se encuentran en las primeras etapas de desarrollo.
«Imagina que quiero reproducir una foto de un bebé de un adulto cuando tenía uno o dos años, y todas sus fotos se borraron o se perdieron», dijo el autor del estudio Vladimir Airapetian de la NASA.
« Miraba una foto de ellos ahora y las fotos de sus parientes cercanos de esa edad y, a partir de ahí, reconstruiría las fotos de sus bebés », dijo.
« Ese es el tipo de proceso que estamos siguiendo aquí: observar las características de una estrella joven similar a la nuestra, para comprender mejor cómo era nuestra propia estrella en su juventud y qué le permitió fomentar la vida en uno de sus planetas cercanos ».
Kappa 1 Ceti es una de esas estrellas solares análogas, dentro de nuestro vecindario estelar.
La estrella se encuentra a unos 30 años luz de distancia, lo que la NASA dice en términos espaciales es como vivir en la siguiente calle.
El segundo autor del estudio, Meng Jin, heliofísico del Instituto SETI y del Laboratorio Solar y de Astrofísica Lockheed Martin en California, dijo que es un «gemelo» del sol cuando era joven.
El equipo adaptó los modelos existentes del sistema solar para intentar predecir algunas de las características más difíciles de medir de Kappa 1 Ceti.
Esto incluye la fuerza de los vientos estelares y las eyecciones coronales provenientes de la estrella a medida que fluyen hacia cualquier planeta potencial, aún por formar o descubrir, dentro del sistema.
Utilizaron datos de una variedad de telescopios espaciales que incluyen los satélites Hubble, TESS, NICER y ESA XMM-Newton.
Al igual que los niños pequeños, las estrellas jóvenes son conocidas por sus ráfagas de energía y actividad, liberadas en forma de viento estelar.
Los vientos estelares, como las propias estrellas, se componen principalmente de un gas supercaliente conocido como plasma, creado cuando las partículas de un gas se han dividido en iones cargados positivamente y electrones cargados negativamente.
El plasma más enérgico, con la ayuda del campo magnético de una estrella, puede dispararse desde la parte más externa y más caliente de la atmósfera de una estrella, la corona, en una erupción, o fluir de manera más constante hacia los planetas cercanos como viento estelar.
«El viento estelar fluye continuamente desde una estrella hacia sus planetas cercanos, lo que influye en los entornos de esos planetas», dijo Jin.
Estructura global de la corona magnética estelar de 1 Ceti en 2012 (izquierda) y 2013 (panel derecho), con la presión de plasma superpuesta a lo largo de las líneas de campo especificadas por las barras de color.
Las estrellas más jóvenes tienden a generar vientos estelares más calientes y vigorosos y erupciones de plasma más poderosas que las estrellas más viejas.
Dichos estallidos pueden afectar la atmósfera y la química de los planetas cercanos, y posiblemente incluso catalizar el desarrollo de material orgánico, los componentes básicos de la vida, en esos planetas.
El viento estelar puede tener un impacto significativo en los planetas en cualquier etapa de la vida.
Pero los vientos estelares fuertes y altamente densos de las estrellas jóvenes pueden comprimir los escudos magnéticos protectores de los planetas circundantes, haciéndolos aún más susceptibles a los efectos de las partículas cargadas.
El sol es un ejemplo perfecto de este proceso y de cómo cambia a lo largo de la vida de la estrella, desde la juventud hasta la mediana edad.
En comparación con ahora, en su niñez, nuestro sol probablemente giraba tres veces más rápido, tenía un campo magnético más fuerte y emitía una radiación de alta energía más intensa.
En estos días, para los espectadores afortunados, el impacto de estas partículas a veces es visible cerca de los polos del planeta como una aurora o las auroras boreales y australes.
Airapetian dijo que hace cuatro mil millones de años estas luces habrían sido visibles desde muchos más lugares diferentes alrededor del mundo de lo que son hoy.
Ese alto nivel de actividad en los primeros años de nuestro sol puede haber hecho retroceder la magnetosfera protectora de la Tierra y haber proporcionado al planeta la química atmosférica adecuada para la formación de las primeras moléculas biológicas.
Esto no habría sucedido con Venus, que estaba lo suficientemente cerca como para quemar su atmósfera, o con Marte demasiado lejos para que la radiación alcanzara su fuerza.
Procesos similares podrían estar desarrollándose en sistemas estelares en toda nuestra galaxia y universo, incluso en Kappa 1 Ceti.
«Mi sueño es encontrar un exoplaneta rocoso en la etapa en la que se encontraba nuestro planeta hace más de cuatro mil millones de años, siendo moldeado por su estrella joven y activa y casi listo para albergar vida», dijo Airapetian.
« Comprender cómo era nuestro sol justo cuando comenzaba la vida en la Tierra nos ayudará a refinar nuestra búsqueda de estrellas con exoplanetas que eventualmente puedan albergar vida ».
El equipo utilizó varios instrumentos, incluidos Hubble y TESS, para estudiar la estrella y ver cómo se compara con el sol joven.
Múltiples agencias han enviado instrumentos al espacio capaces de medir los vientos estelares del sol, pero aún no es posible observar directamente el viento estelar de otras estrellas de nuestra galaxia, como Kappa 1 Ceti, porque están demasiado lejos.
Cuando los científicos desean estudiar un evento o fenómeno que no pueden observar directamente, los modelos científicos pueden ayudar a llenar los vacíos.
Si bien los científicos han modelado previamente el viento estelar de esta estrella, Airapetian dijo que usaron suposiciones más simplificadas que el nuevo estudio de la NASA.
La base para el nuevo modelo de Kappa 1 Ceti es el Alfvén Wave Solar Model, que se encuentra dentro del Space Weather Modeling Framework, que funciona ingresando información conocida sobre una estrella, incluido su campo magnético y los datos de la línea de emisión ultravioleta, para predecir el viento estelar. actividad.
Cuando el modelo se ha probado en nuestro Sol, se ha validado y cotejado con los datos observados para verificar que sus predicciones son precisas.
«Es capaz de modelar los vientos y la corona de nuestra estrella con alta fidelidad», dijo Jin.
Y es un modelo que también podemos usar en otras estrellas para predecir su viento estelar y así investigar la habitabilidad. Eso es lo que hicimos aquí ‘.
Estudios anteriores se han basado en datos recopilados por el Satélite de reconocimiento de exoplanetas en tránsito (TESS) y el Telescopio espacial Hubble (HST) para identificar a Kappa 1 Ceti como un proxy solar joven y recopilar las entradas necesarias para el modelo, como el campo magnético y el ultravioleta. datos de la línea de emisión.
«Cada modelo necesita una entrada para obtener una salida», dijo Airapetian, y agregó que para obtener una salida útil, la entrada debe ser de una fuente de datos sólida o de varias fuentes.
«Tenemos todos esos datos de Kappa 1 Ceti, pero realmente los sintetizamos en este modelo predictivo para superar los estudios previos puramente observacionales de la estrella».
El equipo ahora está trabajando en un proyecto que analiza más de cerca las partículas que pueden haber surgido de las primeras erupciones solares, así como la química prebiótica en la Tierra.
Los investigadores esperan usar su modelo para mapear los entornos de otras estrellas similares al Sol en varias etapas de la vida.
Específicamente, tienen los ojos puestos en la estrella infantil EK Dra, a 111 años luz de distancia y solo 100 millones de años, que probablemente gira tres veces más rápido y dispara más llamaradas y plasma que Kappa 1 Ceti.
Documentar cómo estas estrellas similares de varias edades se diferencian entre sí ayudará a caracterizar la trayectoria típica de la vida de una estrella.
Su trabajo, dijo Airapetian, se trata de «mirar nuestro propio Sol, su pasado y su posible futuro, a través de la lente de otras estrellas».
Los hallazgos se han publicado en el Diario astrofísico.