Mapeo de manchas estelares por tránsitos de exoplanetas: cielo y telescopio

Los astrónomos ya habían detectado manchas estelares individuales al observar los exoplanetas que pasaban frente a ellos. Pero los avances recientes pueden permitir un mapeo extenso de manchas en soles distantes, complementando otras técnicas que están restringidas de otras maneras.

Un equipo dirigido por Juergen Schmitt en el Observatorio de Hamburgo en Alemania analizó las mediciones de brillo fino de la estrella similar al Sol Corot-2a. Esto es un GRAMO-tipo estrella como la nuestra, pero es mucho más joven. No ha tenido tiempo de perder gran parte de su giro debido al frenado magnético del viento estelar, como les sucede a las estrellas similares al Sol a medida que envejecen, por lo que todavía gira con un período de alrededor de 4½ días (en comparación con el período de rotación del Sol de aproximadamente 27 días).

Visto desde la Tierra, un planeta muy cercano llamado Corot-2b pasa frente a la estrella cada 1,74 días. en órbita de la ESA Corot El telescopio midió la luz de la estrella durante unos 80 de estos tránsitos. Pero el grupo de Hamburgo se dio cuenta de que no hay dos curvas de luz iguales.

Por un lado, el brillo general de la estrella varía ligeramente de un día a otro. Esto ya se sabía; la razón es que los puntos en la superficie de la estrella giran dentro y fuera de la vista, y otros puntos se forman o desaparecen mientras están a la vista. Las estrellas similares al Sol de rotación rápida (estrellas con zonas de convección en su interior) tienen manchas extensas y otros signos de fuerte actividad magnética.

Además, durante un tránsito el planeta puede cruzar directamente un punto. En al menos un caso, Uwe Wolter (autor principal del grupo de papel) descubrió que la curva de luz del tránsito no era un descenso suave, sino que mostraba un breve bache cuando el planeta cruzaba una pequeña área que no era tan brillante como el resto de la superficie de la estrella.

Esta no es la primera mancha estelar detectada de esta manera, pero es particularmente interesante. «Esta es la analogía más cercana a las manchas solares que tenemos en otra estrella», dice John Thomas (Universidad de Rochester). “El punto que detectan se encuentra dentro de los 20° del ecuador, al igual que la mayoría de las manchas solares, y el tamaño del punto que miden es comparable a un gran grupo de manchas solares en el Sol”.

El trabajo paciente del grupo de Hamburgo con más datos de Corot podría decir mucho más, explica Thomas: «Potencialmente pueden usar su técnica a más largo plazo para seguir la evolución de las manchas en esta estrella y, por lo tanto, estudiar sus patrones de actividad, tal vez incluso produciendo el análogo de la estrella». ‘diagrama de mariposa’ solar para esta estrella. ¡Eso sería maravilloso!» (El diagrama de mariposa es el gráfico de las latitudes cambiantes de las manchas solares a lo largo del ciclo de actividad de 11 años del Sol).

Schmitt hace la pregunta: «¿Cuántos de esos puntos están en latitudes bajas?» Para abordarlo, el grupo de Hamburgo ha escrito otro papel mirando las estadísticas de los 80 tránsitos de Corot-2b. El grupo encontró algo inesperado. “La profundidad del tránsito depende de la [overall] cobertura puntual”, dice el autor principal Stefan Czesla. Es decir, cuanto más tenue aparece la estrella fuera del tránsito (presumiblemente porque está cubierta con más manchas), menor es la fracción de su luz que es bloqueada por el planeta. durante un tránsito, en promedio.

Esto parece significar que los puntos adicionales que oscurecen la estrella se encuentran en latitudes bajas, debajo de la trayectoria del planeta, por lo que eclipsa más puntos y menos superficie brillante. Pero Schmitt se mantiene cauteloso: «En realidad estamos trabajando para tratar de cuantificar eso».

Esto no significaría que todos los puntos en CoRoT-2a se encuentran en latitudes bajas. Las manchas solares y estelares aparecen cuando el material flotante con un campo magnético incrustado sube a la superficie a través de la capa convectiva profunda. La rotación desvía este proceso a través de la fuerza de Coriolis, por lo que en las estrellas de rotación rápida, el material debería ascender principalmente en las regiones polares. Esto significa que es probable que los polos de CoRoT-2a tengan incluso más puntos que sus latitudes legales. Los polos pueden incluso estar continuamente cubiertos de manchas.

Este método para identificar manchas estelares complementa el establecido que se basa en los diversos desplazamientos Doppler de diferentes partes de la superficie de una estrella a medida que gira. Pero eso solo funciona en estrellas que giran incluso más rápido que CoRoT-2a, e incluso entonces tiende a estar restringido a latitudes altas.

El grupo de Hamburgo también determinó que las manchas estelares afectan las mediciones del diámetro de un exoplaneta en tránsito. En el caso de CoRoT-2b, los astrónomos determinaron que el planeta es aproximadamente un 3 % más grande de lo que se encontró sin considerar las manchas estelares. El efecto es pequeño pero vale la pena tenerlo en cuenta cuando sea posible.