Revelan la evidencia más sólida hasta la fecha 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 contribuye a la evolución de su atmósfera, una condición clave para la existencia de vida. Sin embargo, detectar y medir estos campos magnéticos en planetas situados fuera del sistema solar sigue siendo uno de los grandes retos de la astronomía.

Ahora, un estudio liderado por Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), organismo adscrito al Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades, demuestra, por primera vez, de manera concluyente, que un planeta puede influir directamente en el comportamiento de su estrella. Este hallazgo, publicado en la revista Science, aporta la evidencia más sólida hasta la fecha de la existencia de un campo magnético en un exoplaneta.

Representación artística de GJ 436 b en primer plano y de su estrella anfitriona al fondo./ Foto: IAA-CSIC/LampScience

“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 CSIC en el Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA), institución que lidera el estudio.

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 del sistema solar.

«Los campos magnéticos en planetas extrasolares representan todavía un misterio, así que resulta muy valioso poder extraer información con métodos indirectos, como la modulación de la actividad estelar con la posición relativa del planeta. Este tipo de estudios abre la vía a la exploración sistemática de este tipo de señales, que podrían ser mucho más comunes del que se pensaba», expone Daniele Viganò, investigador del CSIC en el Instituto de Ciencias del Espacio (ICE) y que participa en el estudio.

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 Instituto de Astrofísica de Andalucía ha analizado dieciséis años de observaciones espectroscópicas de alta resolución del sistema GJ 436, una estrella de baja masa alrededor de la cual orbita GJ 436 b, un planeta similar a Neptuno que orbita muy cerca de su estrella. Los resultados 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 CSIC en el IAA que participa en el estudio.

Los resultados muestran que, aunque las estrellas suelen dominar la relación con sus planetas a través de su gravedad, radiación y campo magnético, un planeta que orbita 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 los espectrógrafos CARMENES —instrumento coliderado por el IAA-CSIC e instalado en el Observatorio de Calar Alto (CAHA)— y HARPS, 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.

«Este resultado pone de manifiesto el potencial del instrumento CARMENES para abordar algunas de las cuestiones clave de la investigación en exoplanetas. La combinación de precisión instrumental y continuidad observacional nos permite acceder a fenómenos que permanecían fuera de nuestro alcance y abrir nuevas vías para caracterizar mundos más allá del sistema sola”, señala Ignasi Ribas, investigador del CSIC en el ICE que también participa en el hallazgo.

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 Pedro J. Amado, coautor del trabajo e investigador del IAA-CSIC.

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 (IAA-CSIC), en el estudio participan el Centro de Astrobiología (CAB, CSIC-INTA), el Institut d’Estudis Espacials de Catalunya (IEEC), el Instituto de Ciencias del Espacio (ICE-CSIC), el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) y la Universitat de les Illes Balears (UIB). El trabajo reúne asimismo a investigadores de Estados Unidos, Italia, Israel, Alemania y Chipre.