Hallan la evidencia más firme hasta ahora de un campo magnético en un exoplaneta

Los campos magnéticos desempeñan un papel fundamental en la habitabilidad de los planetas. En la Tierra, el campo magnético actúa como un escudo frente al viento solar y ha estado contribuyendo a la evolución de su atmósfera, logrando que las condiciones ambientales resultantes sean adecuadas para la existencia de vida. Sin embargo, detectar y medir estos campos magnéticos en exoplanetas (planetas de fuera de nuestro sistema solar) ha venido siendo uno de los grandes retos de la astronomía.

Ahora, un estudio liderado desde el Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA), entidad dependiente del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), en España, y con la colaboración del Centro de Astrobiología (CAB, entidad mixta del CSIC y del Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (INTA)), en España, demuestra, por primera vez de manera concluyente, que un planeta puede influir directamente en el comportamiento de su estrella, más allá de las meras perturbaciones gravitacionales. Este hallazgo aporta la evidencia más sólida hasta la fecha de la existencia de un campo magnético en un exoplaneta.

“En particular, hemos observado que GJ 436 b, un exoplaneta similar a Neptuno que orbita muy cerca de su estrella, provoca cambios regulares en el brillo y la energía que emite la estrella en ciertas longitudes de onda”, explica Daniel Revilla, investigador del IAA que lidera el estudio en el marco de su tesis doctoral.

Además, al analizar cómo y cuándo se producen estas variaciones en la estrella, el equipo ha logrado estimar por primera vez la intensidad del campo magnético de un planeta de este tipo, abriendo una nueva vía para estudiar las propiedades y la habitabilidad de mundos más allá de nuestro sistema solar.

Campos magnéticos más allá del sistema solar

La presencia de un campo magnético puede influir en la evolución de un planeta, ya que, al modular la interacción entre el viento estelar y la atmósfera planetaria, condiciona procesos relacionados con su habitabilidad. La Tierra es un ejemplo de ello. Marte, por el contrario, perdió hace miles de millones de años su intenso campo magnético global, lo que contribuyó a la pérdida progresiva de su atmósfera y, con ella, de gran parte del agua que albergaba en el pasado.

Conocer si los exoplanetas poseen campos magnéticos, por tanto, es una cuestión clave para evaluar su potencial habitabilidad.

En este contexto, el estudio liderado por el consorcio CARMENES ha analizado dieciséis años de observaciones espectroscópicas de alta resolución del sistema solar de GJ 436. Esta es una estrella de baja masa alrededor de la cual orbita a muy corta distancia GJ 436 b, un planeta que, por lo demás, es bastante similar a Neptuno. Los resultados del estudio aportan nuevas claves sobre la presencia de campos magnéticos en mundos situados más allá del sistema solar.

“Hasta hace poco se pensaba que era principalmente la estrella la que influía en el planeta, pero nuestros resultados aportan la evidencia más clara hasta la fecha de algo que ya se venía sospechando: que también puede ocurrir lo contrario y que un planeta cercano puede alterar el entorno de su estrella”, señala Rafael Luque, investigador del IAA y coautor del estudio.

Los resultados de esta investigación muestran que, aunque las estrellas suelen dominar la relación con sus planetas a través de su gravedad, su radiación y su campo magnético, un planeta que orbite muy cerca de su estrella también puede influir en ella. En el caso de GJ 436 b, esta interacción deja señales observables que han permitido inferir la existencia y la intensidad de su campo magnético.

Las observaciones, obtenidas con el espectrógrafo CARMENES (coliderado por centros del CSIC e instalado en el Observatorio de Calar Alto (CAHA), y el espectrógrafo HARPS (High Accuracy Radial Velocity Planet Searcher), instalado en uno de los telescopios del Observatorio Europeo Austral, revelan que el campo magnético de GJ 436 b interactúa con el de su estrella e inyecta energía en la cromosfera, una de las capas altas de su atmósfera, aumentando su actividad. Este proceso genera un fenómeno comparable al de las auroras terrestres, pero a escala estelar.

Representación artística de la interacción entre la estrella GJ 436 y su planeta GJ 436 b). (Imagen: IAA / CSIC / LampScience)

Un periodo clave

La interacción entre el planeta y la estrella no se observa de forma continua. El fenómeno solo se ha detectado en 2008, 2016 y 2024, tres episodios separados por intervalos de ocho años. Esta periodicidad coincide con el ciclo de actividad magnética de GJ 436, lo que sugiere que la interacción se vuelve especialmente intensa —o más fácil de detectar— cuando la estrella atraviesa determinadas fases de su ciclo magnético.

La comparación de estas observaciones con modelos teóricos ha permitido al equipo estimar una propiedad extremadamente difícil de medir en un exoplaneta: la intensidad de su campo magnético. “A pesar de su menor tamaño, GJ 436 b tendría un campo magnético entre 2,33 y 27 veces más intenso que el de Júpiter”, señala José A. Caballero, coautor del estudio e investigador del CAB.

Este resultado abre una oportunidad única para estudiar los campos magnéticos de planetas situados fuera del sistema solar. Su análisis permite conocer mejor cómo conservan sus atmósferas, cómo es su estructura interna y cómo evolucionan a lo largo del tiempo.

“Hasta ahora medir el campo magnético de un exoplaneta era extremadamente difícil. Esta propiedad es clave para saber si un planeta puede proteger su atmósfera y, en última instancia, si podría llegar a ser habitable”, concluye Daniel Revilla.

Además del Instituto de Astrofísica de Andalucía y el Centro de Astrobiología, en el estudio participan investigadores del Instituto de Ciencias del Espacio (ICE, del CSIC), el Instituto de Estudios Espaciales de Cataluña (IEEC), el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) y la Universidad de las Islas Baleares (UIB), en España. El trabajo reúne asimismo a investigadores de Alemania, Estados Unidos, Italia, Israel y Chipre.

El estudio se titula “Planet-induced Modulation of Stellar Activity in GJ 436: A Look into a Warm Neptune’s Magnetism”. Y se ha publicado en la revista académica Science. (Fuente: CAB)