Los Júpiter calientes son los exoplanetas más extremos conocidos: planetas del tamaño de Júpiter que orbitan tan cerca de su estrella que completan una vuelta en menos de un día. La radiación que reciben es tan intensa que parte de su atmósfera se evapora constantemente, los gases se ionizan y forman plasma que se desplaza a velocidades extraordinarias. Los vientos de los Júpiter calientes son los más rápidos de todos los planetas conocidos, entre 2 y 7 kilómetros por segundo, frente a los 0,4 km/s de nuestro Júpiter, el más veloz del sistema solar. Pero un equipo del Observatorio de la Costa Azul encontró algo que no debería existir: siete Júpiter calientes cuyos vientos van más despacio cuanto más caliente es el planeta.
El hallazgo contraintuitivo: a más temperatura, menos velocidad de viento
Los investigadores midieron las velocidades de los vientos rastreando el hierro vaporizado presente en las atmósferas de los siete planetas, usando el espectrógrafo MAROON-X del telescopio Gemini North y el instrumento ESPRESSO del Very Large Telescope (VLT). Las velocidades encontradas son extraordinarias, entre 2 y 7 kilómetros por segundo. Pero el patrón que emerge del análisis es el opuesto al esperado: cuanto mayor es la temperatura del planeta, más lento es su viento. Una de las autoras del estudio, Vivien Parmentier, calificó el resultado como «totalmente contraintuitivo», según indica Xataka en su cobertura.
La lógica esperada es que, a mayor temperatura, mayor diferencia entre la cara iluminada y la oscura del planeta, mayor excitación del plasma ionizado y mayor velocidad de los vientos. Los resultados muestran exactamente lo contrario. La única explicación que cuadra con los datos es la presencia de un campo magnético.
Por qué un campo magnético frena los vientos: la Fuerza de Lorentz
Cuando un campo magnético actúa sobre una partícula con carga eléctrica en movimiento, se produce la Fuerza de Lorentz: la partícula no se detiene, pero su velocidad cambia de dirección. En lugar de fluir libremente en la dirección del gradiente de temperatura, las partículas del plasma quedan confinadas dentro del campo magnético. Cada vez que alcanzan las líneas del campo, estas les hacen cambiar de dirección. El efecto agregado sobre todo el plasma es que la velocidad disminuye. Eso explicaría por qué el viento va más lento de lo esperado.
Pero ¿por qué el freno es mayor cuanto más caliente es el planeta? La respuesta está en el interior. El campo magnético de un planeta se genera por el movimiento de los metales líquidos en su núcleo, como el hierro y el níquel fundidos en la capa externa del núcleo terrestre. Cuanto mayor es la temperatura, más violentamente se mueven esos metales y, dentro de ciertos límites, más intenso es el campo magnético generado. Un campo más intenso frena más el plasma. Por eso, a mayor temperatura del planeta, mayor campo magnético, mayor freno y menor velocidad de los vientos. El patrón contraintuitivo tiene, en realidad, una explicación interna coherente.
Primera detección de campos magnéticos fuera del sistema solar y posibles auroras
De confirmarse la interpretación, este sería el primer caso de detección de actividad magnética en exoplanetas. Hasta ahora, los campos magnéticos de planetas fuera del sistema solar eran inferidos teóricamente o buscados mediante señales indirectas sin éxito confirmado. La consistencia del patrón en los siete Júpiter calientes analizados, y la posibilidad de calcular la intensidad de los campos magnéticos a partir de los datos de temperatura y velocidad, refuerzan la hipótesis. Una de las autoras, Bibiana Prinoth, señala que le gusta imaginar que alguno de estos planetas tenga un cielo cubierto por cortinas de luz colorida que danzan sobre una atmósfera que está mitad en día perpetuo y mitad en noche interminable: auroras en exoplanetas.
Por qué importa para la búsqueda de planetas habitables
Los Júpiter calientes no son candidatos a albergar vida, pero el método desarrollado para detectar sus campos magnéticos podría aplicarse a planetas menos extremos. El campo magnético es uno de los factores que se consideran necesarios para la habitabilidad: sin él, la atmósfera de un planeta queda expuesta directamente al viento estelar y puede erosionarse con el tiempo, como ocurrió con Marte. Saber que los exoplanetas pueden tener campos magnéticos, y tener una forma de detectarlos, añade una variable concreta a los criterios de búsqueda de mundos potencialmente habitables.
