El descubrimiento de Próxima Centauri b a tan sólo 4,2 años-luz marca el comienzo de una nueva era en la caracterización de los exoplanetas potencialmente habitables. Sin embargo, incluso la separación angular proporcionada por una estrella tan próxima (37 mas) supone un desafío casi insuperable para los mejores coronógrafos actuales (GPI y VLT-SPHERE).
En este contexto no faltan ideas innovadoras para intentar analizar el planeta de alguna manera que facilite su caracterización. Una de ellas pasa por la posibilidad de detectar directamente en el visible la emisión de las auroras de la atmósfera de Proxima b.
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| La luz verde de una aurora boreal en la Tierra. En condiciones "de reposo" las auroras de Proxima b podrían ser 100 veces más intensas. (Fuente: USAF Crédito: Joshua Strang.) |
En principio, las auroras podrían ser detectadas con una combinación de alto contraste de imagen y espectroscopia de alta dispersión. Si Proxima b es similar a la Tierra en su composición debería tener un buen campo magnético y, en teoría, retener una atmósfera. En estas condiciones, una atmósfera rica en O2 y/o CO2 produciría unas auroras estupendas, emitiendo energía en la línea verde del oxígeno, en los 5577 A.
Las propiedades de Proxima Centauri además contribuyen a producir unas auroras fenomenales. La estrella es una enana roja y, como sabemos, una estrella fulgurante, muy activa, en la que son habituales intensas tormentas magnéticas (su campo magnético es nada menos que ¡600 veces más potente que el del Sol!). Los CMEs (Coronal Mass Ejections) tienen que estar llegando a Proxima b (apenas a 0,05 UA) y afectar sensiblemente al campo magnético del planeta.
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| Aurora generada por un CME durante una tormenta solar en 2010. (Fuente: NASA, Estación Espacial). |
En general, para Proxima b el contraste planeta-estrella (2e-7) de la luz visible reflejada es difícil de abordar con la tecnología actual. Pero (¡Hum!), si Proxima b exhibe intensas auroras, esto permitirá aumentar el contraste en uno o más órdenes de magnitud en las longitudes de onda características de emisión de la aurora.
Más precisamente, si las observaciones coincidieran con los períodos de más vigorosa actividad estelar, en medio de esta tormenta terrible la aurora emitiría con una potencia bestial, de ~ 100 TW, y el contraste sería mucho más beneficioso, de 7e-4. ¡Un VLT-SPHERE mejorado podría quizá detectar la señal en menos de una hora!
La detección de la línea de oxígeno de 5577A proporcionaría información relevante sobre las propiedades planetarias de Proxima b. Su detección no sólo confirmaría la presencia del planeta, sino que ¡apuntaría a la presencia de una atmósfera abundante en oxígeno y/o dióxido de carbono, mostrando su naturaleza terrestre!.
Incluso las futuras observaciones con telescopios extremadamente grandes, equipados con instrumentos avanzados como coronógrafos de alto contraste, serán incapaces de detectar nada durante los periodos de calma de la estrella (0,1 TW) Pero sí se podrían detectar la aurora de una tormenta magnética moderada, de 1 TW, en aproximadamente 10 horas.
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| La Aurora Australis vista desde la Estación Espacial internacional (Fuente: NASA) |
El equipo realizó una revisión de los espectros obtenidos por HARPS cuando el espectrógrafo realizó el descubrimiento de Proxima b por velocidades radiales. La idea era observar la línea 5577A buscando algún destello anómalo. El resultado fue negativo.
Es decir, a partir de la sensibilidad de HARPS podemos deducir que las auroras de Proxima b, si existen, no emiten con una intensidad mayor que 3.000 TW, en coherencia con los modelos teóricos, que predicen el máximo entre 10 y 100 TW, con una intensidad de 0,065 TW en los momentos de reposo. Ojo, que durante los momentos "de reposo" son 100 veces más intensas que las de la Tierra.
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| Representación artística de la posible aurora detectada en la enana marrón LSR J1835+3259 (Fuente: Chuck Carter y Gregg Hallinan. Caltech). |
Estábamos escribiendo sobre el caso en el que Proxima b fuera un planeta terrestre con O2 y/o CO2. Sin embargo, si Proxima b estuviera en una órbita "de cara", con una reducida inclinación (i muy baja) sería mucho más masiva de lo que quisiéramos. Podría ser, de hecho, un mini-Neptuno con una atmósfera dominada por el H2. En este caso habría que buscar la emisión Lyman-Werner del H2 en el ultravioleta. Esta emisión debería ser muy potente. Pues bien, la sólida NO detección de esta emisión pondría a las claras la naturaleza terrestre de Proxima b.
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| Una aurora de Júpiter observada con el HST en el ultravioleta. (Fuente: NASA/JPL) |
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| La aurora austral. Su color verde es característica y propia de e un planeta terrestre. (Fuente: NASA. satélite IMAGE)
2005. La sonda Mars Express detecta auroras en Marte en el ultravioleta.
2011. Jonathan Nichols propone buscar las emisiones en el radio de los exoplanetas del tipo Júpiter. https://arxiv.org/abs/1102.2737
2015. Las Auroras de Saturno vistas en el visible por la Cassini.
2015. Observaciones del HST en el ultravioleta de auroras en el Sistema Solar. Júpiter, Saturno, Urano (en Neptuno no las ha detectado aunque se conocen desde la Voyager 2). Y también para los satélites jovianos como Ganímedes y Europa.
2015. Hallinan detecta una aurora en una enana marrón tanto en el visible como en el radio.
2016. El estudio de Rodrigo Luger analizando las posibilidades de las auroras en Proxima b.
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