A menudo las enanas rojas, como Proxima b, son estrellas activas, produciendo intensas fulguraciones estelares. Estas fulguraciones están asociadas a drásticos y momentáneos aumentos de la luminosidad de la estrella, que podrían ser una magnífica oportunidad para ayudarnos a detectar planetas en otras estrellas, utilizando lo que podríamos llamar “El Método del Eco”.
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| Proxima Centauri, vista desde el HST. Quizá este telescopio debería realizar fotometría de alta cadencia de la estrella más cercana. (Fuente: Hubble Space Telescope.) |
El método en cuestión consiste en detectar, unos segundos tras el aumento del brillo de la estrella derivado de la fulguración, un aumento menos intenso, asociado al reflejo de la luz de la fulguración sobre el planeta. Y no es fácil.
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| A la Tierra llegaría el aumento de brillo de la fulguración y una pequeño "eco" con unos segundos de retardo derivado del reflejo sobre el planeta. (Fuente: NASA. Crédito: Chris Mann) |
Esta técnica abriría nuevas posibilidades. La mayoría de los exoplanetas se detectan por tránsitos (cuando el planeta pasa por delante de la estrella), o por velocidades radiales. La detección por este método serviría para estudiar la numerosa población de las estrellas activas, principalmente enanas rojas.
William Sparks (Space Telescope Science Institute) asegura que el Telescopio Espacial Hubble podría tener alguna posibilidad de detectar planetas aplicando esta técnica. Para ello, propone la observación de las estrellas justamente tras la ocurrencia de una fulguración.
El contraste entre el brillo de un planeta como la Tierra y una estrella como el Sol es de 10e-10. A priori, una estrella enana roja, con 1% de la luminosidad del Sol tendrá los planetas en la zona habitable mucho más cerca. El resultado será un contraste de 10e-8. Claro, luego tendrán que realizarse ajustes sobre este dato porque de toda la emisión bolométrica de la estrella la mayoría se emite en el infrarrojo. Tras esta corrección nos queda un contraste para Proxima b que puede estar entre 10e-5 a 10e-7.
Una superfulguración podría mejorar este contraste, porque pasados unos segundos tras el estallido de luz la estrella reduciría su brillo, pero el planeta lo aumentaría, mejorando el contraste, siempre en función de la intensidad de la superfulguración.
La detección del eco es menos difícil en el ultravioleta o el azul que en las longitudes de onda más largas, ya que las enanas rojas suelen ser poco luminosas en esta región del espectro. En el FUV, por ejemplo, la emisión de las enanas rojas es reducidísima. El eco podría llegar a ser muy intenso en esta banda produciendo un contraste todavía mejor.
El caso con el contraste más favorable ocurriría cuando no pudiéramos ver la superfulguración, por producirse en la cara oculta de la estrella, pero sí pudiéramos observar su reflejo sobre el planeta.
Hay un problema que viene por el hecho de que Proxima b está muy cerca de su estrella. Si un planeta como la Tierra situado a 1 UA de su estrella ubicado a 1 parsec de nosotros queda separado por un ángulo de 1 segundo de arco, Proxima b queda a apenas 0,037 segundos de arco, 0,37 mas. Esta separación quizá algún día pueda ser resuelta por telescopios extremadamente grandes.
Gracias a las fulguraciones, si la resolución angular no da, podemos encontrar otras magnitudes con las que separar el planeta de la estrella. La más obvia es el tiempo. La detección del reflejo de la fulguración sobre Proxima b debería mostrar un comportamiento característico, con un retardo del eco tras la superfulguración no superior a los 60 segundos, dependiendo de la fase de la órbita del planeta, su inclinación y excentricidad.
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| Suponiendo Proxima b en una órbita circular, esta sería la señal de su "eco": un retardo entre 0 y 50 segundos en función de la fase de la órbita en la que se encuentre el planeta y un efecto Doppler entre +50 y -50 km/s. Depende de la inclinación de la órbita. El efecto Doppler es más marcado si la inclinación es de 90 ("de canto") y es inexistente si es de 0 ("de cara"). (Fuente: Sparks et al. 2018) |
El autor propone un eje adicional para separar el planeta de su estrella. El efecto Doppler debería dejar su firma en la luz reflejada, imprimiendo corrimientos al rojo dado al azul en función de que el planeta se aleje o se acerque en el momento de la fulguración. Este efecto es sustancial, con velocidades del orden de 50 km/s.
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| Suponiendo excentricidad de 0,35 para Proxima b: Se llega a alcanzar casi 60 s de retardo porque el planeta se aleja más de la estrella en algunas partes de la órbita elíptica. Además, en el periastro se alcanzan mayores velocidades, con algo más de 50 km/s. (Fuente: Sparks et al. 2018) |
El autor reconoce que no es sencillo, pero considera que puede obtenerse un contraste abordable tanto en el dominio del tiempo como en el de la frecuencia, haciendo visibles planetas en la Zona Habitable en otro caso ocultos.
Interesante, pero sin duda se necesita más trabajo, sobre todo experimental.
Otras entradas sobre los ecos de Proxima b:
Un artículo sobre el tema.
2018. El paper de Sparks.
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