Estrellas jóvenes expulsando plasma: claves para entender el pasado del Sol

El Sol lanza constantemente enormes masas de plasma, conocidas como eyecciones de masa coronal (CME), al espacio. Estas expulsiones suelen ocurrir junto a fulguraciones, y pueden afectar la magnetosfera terrestre, generando fenómenos como auroras y tormentas geomagnéticas. Además, en ocasiones pueden dañar redes eléctricas.

Investigadores sugieren que, durante la juventud del Sol, la actividad superior de las CME podría haber influido en el desarrollo de la vida en nuestro planeta. Estudios previos han mostrado que las estrellas jóvenes similares al Sol producen fulguraciones poderosas que superan a las más grandes registradas en la historia reciente.

Las CME masivas del joven Sol pudieron haber impactado severamente los ambientes iniciales de planetas como Tierra, Marte y Venus. No obstante, la similitud de estas explosiones con las CME solares sigue siendo incierta. En años recientes, se han detectado plasmas fríos a través de observaciones ópticas, pero las CME de alta velocidad y su frecuente ocurrencia en el pasado aún son esquivas.

Para abordar este problema, un equipo internacional de investigadores, que incluye a Kosuke Namekata de la Universidad de Kioto, se propuso probar si las estrellas jóvenes similares al Sol producen CME de manera análoga. El trabajo fue publicado en Nature Astronomy.

"Lo que más nos inspiró fue el largo misterio de cómo la actividad violenta del joven Sol influyó en la Tierra primitiva", comentó Namekata.

El equipo utilizó instalaciones espaciales y terrestres en Japón, Corea y Estados Unidos para reconstruir posibles eventos de hace miles de millones de años en nuestro sistema solar.

El análisis incluyó observaciones simultáneas ultravioletas del Telescopio Espacial Hubble y observaciones ópticas de telescopios de tierra en Japón y Corea. Su objetivo fue la estrella joven análoga al Sol, EK Draconis. Hubble registró líneas de emisión en el ultravioleta lejano, sensibles al plasma caliente, mientras que los telescopios terrestres observaron la línea de hidrógeno "Ha", que traza gases más fríos.

Estas observaciones espectroscópicas permitieron capturar en tiempo real tanto los componentes calientes como los fríos del plasma expulsado.

Los datos revelaron la primera evidencia de una CME de temperatura múltiple de EK Draconis. Se encontró que el plasma caliente de 100,000 grados Kelvin se expulsó a 300-550 kilómetros por segundo, seguido de un gas más frío a 10,000 grados a 70 kilómetros por segundo, aproximadamente 10 minutos después.

El plasma caliente transportó una energía significativamente mayor que el más frío, insinuando que las CME frecuentes y fuertes en el pasado podrían haber causado fuertes choques y partículas energéticas capaces de erosionar o alterar químicamente las atmósferas planetarias tempranas.

Estudios teóricos y experimentales respaldan el papel crucial que pueden jugar las CME fuertes y las partículas energéticas en el inicio de biomoléculas y gases de efecto invernadero, necesarios para la vida en un planeta incipiente.

Por ende, este descubrimiento tiene grandes implicaciones para comprender la habitabilidad planetaria y las condiciones bajo las cuales surgió la vida en la Tierra, y posiblemente en otros lugares.

El equipo de investigación subrayó que el éxito del estudio se debió al trabajo en equipo internacional y la coordinación precisa entre observatorios.

"Nos alegró ver que, aunque nuestros países son diferentes, compartimos el mismo objetivo de buscar la verdad a través de la ciencia", concluyó Namekata.