Estudian una estrella que se parece al Sol en su infancia

La NASA ha publicado un estudio centrado en Kappa 1 Ceti, una estrella que recuerda al Sol en su infancia, cuando la Tierra comenzaba a tener las condiciones para el desarrollo de la vida. Es una de las mejores formas de poder estudiar el pasado de nuestra propia estrella…

Kappa 1 Ceti, una estrella como el Sol en su infancia

La oportunidad de entender cómo pudo afectar la infancia del Sol, a la hora de moldear la atmósfera de la Tierra, y el desarrollo de la vida, es algo que nunca se debe pasar por alto. Nuestra estrella se encuentra a mitad de su vida, aproximadamente. No hay posibilidad de retroceder a su pasado y entender qué permitió que, en su juventud, pudiese proporcionar condiciones habitables para nuestro planeta. Como no es posible viajar al pasado, la única forma de intentar desgranar el misterio es buscar alguna otra estrella que pueda funcionar como sustituta.

Algo positivo de la Vía Láctea es que contiene más de 100 000 millones de estrellas. Aproximadamente, alrededor del 10% son similares al Sol, y muchas de ellas se encuentran, además, en las primeras etapas de su vida. Con todo esto en mente, esperando poder reconstruir la juventud del Sol, un grupo de investigadores ha puesto su atención en una estrella llamada Kappa 1 Ceti. Está a apenas 30 años-luz del Sistema Solar. En términos cósmicos podríamos decir que está, como diría la expresión popular, a la vuelta de la esquina.

Lo interesante de Kappa 1 Ceti no es solo que se trate de una estrella similar al Sol, con masa y temperatura muy parecidas. Es que además tiene entre 600 y 750 millones de años. Aproximadamente, la misma edad que debía tener el Sol cuando la vida comenzó a andar en nuestro planeta. Kappa 1 Ceti es, hasta cierto punto, una especie de gemelo joven del Sol, que permite entender cómo pudieron ser las condiciones en nuestro sistema hace miles de millones de años. De hecho, los investigadores han utilizado un modelo del sistema solar con esa estrella.

En busca de entender la infancia del Sol

El objetivo era predecir algunas de las características más importantes, y difíciles, de medir de Kappa 1 Ceti. El modelo depende de la introducción de datos procedentes de diferentes misiones espaciales, incluyendo el telescopio Hubble, el satélite TESS y el telescopio NICER, todos ellos de la NASA; así como el telescopio XMM-Newton de la Agencia Espacial Europea. En su infancia, las estrellas tienen episodios de grandes ráfagas de energía y actividad. Una forma de liberar esa energía es a través del conocido viento estelar (o viento solar en el caso del Sol).

Los vientos estelares, como las estrellas, están compuestos principalmente por un gas supercalentado, un plasma. Se crea cuando las partículas, de un gas, se han separado en iones, cargados positivamente, y electrones, cargados negativamente. El plasma más energético, con la ayuda del campo magnético de la estrella, puede ser expulsado de las capas exteriores. Desde allí, la corona, viaja hacia planetas cercanos al producirse una erupción. Lo hace en forma de viento estelar. Es un chorro continuo hacia los planetas cercanos.

Por ello, influye en sus entornos. Las estrellas más jóvenes tienden a generar vientos estelares más potentes y calientes, así como erupciones de plasma más potentes que las de estrellas más viejas. Estos episodios pueden afectar a la atmósfera y la composición química de los planetas cercanos. Quizá, incluso, provocar el desarrollo de material orgánico, los bloques de la vida, en los planetas. El viento estelar puede ser un factor importante, en la vida de un planeta, en cualquier momento. Pero en su infancia es todavía más destacable…

El viento estelar y la infancia del Sol

El viento estelar más denso, y potente, de las estrellas jóvenes es capaz de comprimir los escudos magnéticos alrededor de los planetas. Algo que los vuelve más vulnerables a los efectos de las partículas cargadas. Nuestro Sol es un buen ejemplo de ello, según explican. En su infancia, probablemente rotaba tres veces más rápido, tenía un campo magnético más potente y emitía radiación y partículas con mayor energía. Hoy en día es algo que podemos disfrutar plácidamente a través del espectáculo que son las auroras.

Pero, hace 4000 millones de años, si se tiene en cuenta el impacto del viento solar en aquel entonces, debieron verse auroras muy potentes en muchos más lugares del planeta. Ese alto nivel de actividad, en las primeras etapas del Sol, pudo comprimir la magnetosfera terrestre. Algo que pudo proporcionar al planeta, no tan cercano a la estrella como Venus, ni tan lejano como Marte, la composición química adecuada para la formación de moléculas biológicas. Otros procesos similares podrían estar teniendo lugar en otros sistemas estelares de la galaxia y el universo.

Las estrellas análogas al Sol, como Kappa 1 Ceti pueden ayudar a resolver algunas de las cuestiones sobre el pasado del Sol. No solo por la incapacidad de ver su pasado directamente. También por nuestra propia tecnología. Los instrumentos que se han desarrollado son capaces de medir el viento solar con gran precisión. Sin embargo, no es posible observar, directamente, el viento solar de otras estrellas en la galaxia. Simplemente, están demasiado lejos. Por eso, cuando no es posible observar, hace falta recurrir a los modelos.

Un modelo demasiado sencillo

Esos modelos son representaciones, o predicciones, del objeto que se está estudiando, siempre partiendo de las observaciones y datos científicos. No es la primera vez que se modela el viento estelar de Kappa 1 Ceti, pero, según han explicado, era un modelo con suposiciones demasiado sencillas. En el nuevo modelo se puede predecir la actividad estelar a partir de ciertos datos. Aspectos como el campo magnético y datos de emisión en el espectro ultravioleta de la estrella. El modelo se probó inicialmente con el Sol y se vio que es fiable.

Es capaz de replicar, con gran precisión, el comportamiento de la corona y el viento solar del Sol. Lo pueden aplicar a otras estrellas para entender cómo se comporta su viento estelar. Además, pueden determinar su habitabilidad. En el caso de Kappa 1 Ceti, gracias a las diferentes misiones espaciales, y los datos disponibles, se ha podido predecir mejor el comportamiento de su corona y viento estelar. Este último puede afectar al campo magnético de un planeta cercano y, por tanto, es una parte importante en la habitabilidad de ese mundo.

Aunque las observaciones son interesantes, los investigadores tienen más cosas preparadas. Esperan usar este modelo para poder entender el entorno de otras estrellas, similares al Sol, en diferentes etapas de su vida. Entre ellas la estrella EK Dra, a 111 años-luz, de apenas 100 millones de años. Debe rotar el triple de rápido que Kappa 1 Ceti y es un buen sujeto de estudio. Su observación, junto a la de otras estrellas similares al Sol, pero más jóvenes, permitirán entender su pasado. También ayudarán a entender mejor cómo será su futuro…

Estudio

El estudio es V. Airapetian, M. Jin, T. Lüftinger et al.; «One Year in the Life of Young Suns: Data-constrained Corona-wind Model of κ¹ Ceti». Publicado en la revista The Astrophysical Journal el 3 de agosto de 2021. Puede consultarse en arXiv, en este enlace.

Referencias: NASA