Al mejorar la comprensión de los astrónomos sobre las estrellas irregulares, el nuevo modelo, llamado StarryStarryProcess, puede ayudar a descubrir más sobre las atmósferas planetarias y la habitabilidad potencial utilizando datos de telescopios como la próxima misión Pandora de la NASA.

“Muchos de los modelos que utilizan los investigadores para analizar datos de exoplanetas, o mundos más allá de nuestro sistema solar, asumen que las estrellas son discos uniformemente brillantes”, afirmó Sabina Sagynbayeva, estudiante de posgrado de la Universidad Stony Brook de Nueva York. “Pero con solo observar nuestro Sol sabemos que las estrellas son más complejas. Modelar la complejidad puede ser difícil, pero nuestro enfoque proporciona a los astrónomos una idea de cuántas manchas puede tener una estrella, dónde se ubican y cuán brillantes u oscuras son”.

Un artículo que describe StarryStarryProcess, dirigido por Sagynbayeva, publicado el lunes 25 de agosto en The Astrophysical Journal.

Vea cómo una nueva herramienta utiliza datos de exoplanetas, mundos más allá de nuestro sistema solar, para informarnos sobre sus estrellas de lunares.
Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA.

Descargue imágenes y vídeos a través del Estudio de visualización científica de la NASA.

​El satélite TESS (Satélite de Sondeo de Exoplanetas en Tránsito) de la NASA y el ahora retirado Telescopio Espacial Kepler fueron diseñados para identificar planetas utilizando tránsitos, caídas en el brillo estelar causadas cuando un planeta pasa frente a su estrella.

Estas mediciones revelan cómo varía la luz de la estrella con el tiempo durante cada tránsito, y los astrónomos pueden organizarlas en un gráfico denominado curva de luz. Normalmente, una curva de luz de tránsito traza un suave barrido descendente a medida que el planeta comienza a pasar frente a la estrella. Alcanza un brillo mínimo cuando el planeta está completamente frente a la estrella y luego asciende suavemente a medida que el planeta sale y finaliza el tránsito.

Al medir el tiempo entre tránsitos, los científicos pueden determinar la distancia entre el planeta y su estrella y estimar su temperatura superficial. La cantidad de luz que la estrella pierde durante un tránsito puede revelar el tamaño del planeta, lo que a su vez puede dar pistas sobre su composición.

De vez en cuando, sin embargo, la curva de luz de un planeta se vuelve más compleja, con pequeñas caídas y picos añadidos al arco principal. Los científicos creen que estas representan características superficiales oscuras similares a las manchas solares observadas en nuestro Sol: manchas estelares.

El número total de manchas solares del Sol varía a lo largo de su ciclo solar de 11 años. Los científicos las utilizan para determinar y predecir el progreso de dicho ciclo, así como los brotes de actividad solar que podrían afectarnos aquí en la Tierra.

De manera similar, las manchas estelares son zonas frías, oscuras y temporales en la superficie estelar, cuyo tamaño y número cambian con el tiempo. Su variabilidad influye en el conocimiento que los astrónomos pueden obtener sobre los planetas en tránsito.

Los científicos han analizado previamente las curvas de luz de tránsito de exoplanetas y sus estrellas anfitrionas para observar las caídas y los picos más pequeños. Esto ayuda a determinar las propiedades de la estrella anfitriona, como su nivel general de dispersión, el ángulo de inclinación de la órbita del planeta, la inclinación de la rotación de la estrella en comparación con nuestra línea de visión y otros factores. El modelo de Sagynbayeva utiliza curvas de luz que incluyen no solo información del tránsito, sino también la rotación de la propia estrella para proporcionar información aún más detallada sobre estas propiedades estelares.

Este concepto artístico ilustra el brillo variable de una estrella con un planeta en tránsito y varias manchas estelares.
Centro de vuelo espacial Goddard de la NASA

“Conocer mejor la estrella nos ayuda a su vez a aprender aún más sobre el planeta, como si se tratara de un ciclo de retroalimentación”, afirmó el coautor Brett Morris, ingeniero de software sénior del Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial en Baltimore. “Por ejemplo, a temperaturas suficientemente bajas, las estrellas pueden tener vapor de agua en sus atmósferas. Si queremos buscar agua en las atmósferas de los planetas que rodean esas estrellas —un indicador clave de habitabilidad—, debemos asegurarnos de no confundirlas”.

Para probar su modelo, Sagynbayeva y su equipo analizaron los tránsitos de un planeta llamado TOI 3884 b, ubicada a unos 141 años luz de distancia en la constelación norteña de Virgo.

Descubierto por TESS en 2022, los astrónomos creen que el planeta es un gigante gaseoso aproximadamente cinco veces más grande que la Tierra y 32 veces su masa.

El análisis StarryStarryProcess sugiere que la estrella fría y tenue del planeta, llamada TOI 3384, tiene concentraciones de manchas en su polo norte, que también se inclina hacia la Tierra, de modo que el planeta pasa sobre el polo desde nuestra perspectiva.

Actualmente, los únicos conjuntos de datos disponibles que pueden ajustarse al modelo de Sagynbayeva están en luz visible, lo que excluye las observaciones infrarrojas tomadas por el Telescopio Espacial James Webb de la NASA. Pero la próxima misión Pandora de la NASA se beneficiará de herramientas como esta. Pandora, un pequeño satélite desarrollado a través del Programa de Pioneros en Astrofísica de la NASA, estudiará las atmósferas de exoplanetas y la actividad de sus estrellas anfitrionas con observaciones de larga duración en múltiples longitudes de onda. El objetivo de la misión Pandora es determinar cómo difieren las propiedades de la luz de una estrella cuando pasa a través de la atmósfera de un planeta para que los científicos puedan medir mejor esas atmósferas utilizando Webb y otras misiones.

“El satélite TESS ha descubierto miles de planetas desde su lanzamiento en 2018”, declaró Allison Youngblood, científica del proyecto TESS en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland. “Si bien Pandora estudiará unos 20 mundos, mejorará nuestra capacidad para distinguir qué señales provienen de estrellas y cuáles de planetas. Cuanto mejor comprendamos las partes individuales de un sistema planetario, mejor comprenderemos el conjunto, y el nuestro propio”.

​Autor​