Algunos planetas no pueden aferrarse a sus atmósferas. Se cree que la mayor parte de la atmósfera que pudo haber tenido Marte fue aniquilada por el viento solar hace miles de millones de años, incluso cuando la Tierra y Venus se aferraron a la suya. Pero hay planetas que orbitan tan cerca de su estrella que la pérdida atmosférica es inevitable. Con al menos uno de ellos, hemos aprendido que también es impredecible.
El exoplaneta Au Mic b es ese planeta. Orbita alrededor de la estrella enana roja joven, caliente y temperamental Au Microscopii (Au Mic), que tiene solo 23 millones de años, nada comparado con nuestro sol de 4 mil millones de años. El telescopio espacial Hubble de la NASA captó este mundo quemado perdiendo una parte de su atmósfera.
Cuando un equipo de científicos del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA, el Dartmouth College, la Universidad de California en Santa Cruz y otras instituciones analizaron las observaciones del Hubble, se sintieron confundidos por el comportamiento errático del planeta. Habría evidencia de pérdida atmosférica en algunos de los datos, y luego, de repente, ninguna. Fue impredecible.
¿Qué hace que la atmósfera de este planeta se vaporice parte del tiempo y luego aparentemente escape de ese destino por un tiempo? Un análisis posterior reveló que era poco probable que Au Mic B escapara de la ira de su estrella. El equipo se dio cuenta de que había casos en los que la destrucción despiadada de su atmósfera simplemente no era visible, y existen posibles explicaciones de por qué.
Tomando el calor
Las estrellas jóvenes y calientes experimentan con frecuencia un fenómeno conocido como reconexión magnética, donde las líneas del campo magnético se rompen y luego se conectan nuevamente, liberando gotas de plasma caliente al espacio. Mientras que el sol tiene sus rabietas, las llamaradas y las eyecciones de masa coronal causadas por la reconexión magnética son más fuertes en estrellas más jóvenes y calientes como Au Mic. Lo que hace que Au Mic b sea especialmente vulnerable a ser golpeado por una erupción de plasma es que orbita incómodamente cerca de 9,7 millones de kilómetros (aproximadamente 6 millones de millas) de su estrella. Mercurio, el planeta más cercano al sol en nuestro Sistema Solar, orbita diez veces más lejos y apenas tiene nada parecido a una atmósfera.
Au Mic b hace que Mercurio parezca casi hospitalario. Tiene el tamaño aproximado de Neptuno y vive rápido, girando alrededor de su estrella en solo ocho días mientras recibe el constante impacto de los vientos estelares y la radiación ultravioleta. Los planetas nacidos dentro de los primeros 100 millones de años de la vida de su estrella tienen más probabilidades de perder la mayor parte del material de sus atmósferas (dependiendo de cuándo y qué tan lejos se formaron), y este no es una excepción. Las llamaradas calientan su atmósfera de hidrógeno hasta el punto de que el gas ya no está retenido por la gravedad del planeta y se libera al espacio.
Ahora me ves…
Hubble observó Au Mic b durante dos de sus tránsitos, cuando pasó frente a su estrella y provocó una caída en la luz de la estrella. Estas observaciones se realizaron en una longitud de onda que nos permite observar el hidrógeno saliendo del planeta. Curiosamente, la pérdida de hidrógeno solo fue aparente algunas veces.
“Si bien no se pudo identificar definitivamente ninguna absorción planetaria en [transit] 1, [transit] 2 indica que el hidrógeno neutro planetario se está escapando por delante de AU Mic b y se está acelerando alejándose de la estrella anfitriona”, dijeron en un estudio publicado recientemente en The Astronomical Journal.
Las salidas de gas atmosférico posiblemente estén formadas por vientos estelares de Au Mic, que no permiten que todo el gas escapado se desplace detrás de Au Mic b. Estos vientos son tan poderosos que en realidad empujan parte de ese gas frente al planeta. Es posible que este viento haya dado forma a la cola de tal manera que no se pueda observar desde la perspectiva del Hubble.
Otra cosa que podría ser la culpable de que no todos los flujos de salida de Au Mic b sean observables es la fotoionización. Au Mic acababa de estallar en una enorme llamarada estelar horas antes del primer tránsito. Esta llamarada era tan energética que podía calentar las partículas de gas e ionizarlas hasta el punto de que se volvieron invisibles cuando se veían en las longitudes de onda en las que Hubble las estaba observando. Se cree que las secuelas de la llamarada duraron todo el primer tránsito, por lo que la ionización probablemente todavía estaba sucediendo mientras Hubble observaba.
Todavía se desconoce mucho sobre planetas como Au Mic b. ¿Los Neptunos, Júpiteres y Saturnos calientes cuyas atmósferas son devoradas, se convierten en súper-Tierras cuando sus núcleos quedan expuestos? Por ahora, Hubble mantendrá su ojo en este extraño planeta.
Diario astronómico, 2023. DOI: 10.3847/1538-3881/ace536