¿Podrían las estrellas estar distorsionando nuestra visión de los planetas lejanos?
En un nuevo estudio los investigadores descubren que las fluctuaciones en la luz de las estrellas debido a regiones más calientes o más frías en la superficie de la estrella podrían distorsionar las interpretaciones de los planetas.
La mayor parte de la información que conocemos sobre los exoplanetas proviene de las disminuciones en la luz de las estrellas cuando los planetas pasan frente a su estrella anfitriona, lo que proporciona a los científicos pistas sobre el tamaño del planeta y de qué está hecha su atmósfera.
El equipo afirmó que si no tenían en cuenta las variaciones, podrían malinterpretar características del planeta como el tamaño, la composición de su atmósfera y su temperatura. También añadieron que el riesgo de mala interpretación era manejable si estudiaban el rango de longitudes de onda de la luz en la región óptica donde los efectos de la contaminación estelar pueden verse más fácilmente.
La contaminación estelar distorsiona los datos de planetas
La autora principal, la Dra. Arianna Saba, del departamento de Física y Astronomía del University College de Londres, afirmó: “Estos resultados fueron una sorpresa: encontramos más contaminación estelar en nuestros datos de lo que esperábamos. Es importante que lo sepamos. Al refinar nuestra comprensión de cómo la variabilidad de las estrellas puede afectar nuestras interpretaciones de los exoplanetas, podemos mejorar nuestros modelos y hacer un uso más inteligente de los conjuntos de datos mucho más grandes que provengan de misiones como James Webb, Ariel y Twinkle”.
Alexandra Thompson, actual estudiante de doctorado en Física y Astronomía de la UCL, dijo: "Aprendemos sobre los exoplanetas a partir de la luz de sus estrellas anfitrionas y, a veces, es difícil distinguir qué es una señal de la estrella y qué proviene del planeta. Algunas estrellas podrían describirse como 'irregulares': tienen una mayor proporción de regiones más frías, que son más oscuras, y regiones más calientes, que son más brillantes, en su superficie. Esto se debe a una actividad magnética más fuerte.
“Las regiones más calientes y brillantes (fáculas) emiten más luz y, por lo tanto, si, por ejemplo, un planeta pasa frente a la parte más caliente de la estrella, esto podría llevar a los investigadores a sobreestimar el tamaño del planeta, ya que parecerá bloquear más luz de la estrella, o podrían inferir que el planeta es más caliente de lo que es o tiene una atmósfera más densa. Lo contrario es cierto si el planeta pasa frente a una mancha estelar fría, lo que hace que el planeta parezca "más pequeño".
“Por otra parte, la reducción de la luz emitida por una mancha estelar podría incluso imitar el efecto de un planeta que pasa frente a una estrella, lo que lleva a pensar que podría haber un planeta cuando no lo hay. Por eso las observaciones de seguimiento son tan importantes para confirmar las detecciones de exoplanetas.
“Estas variaciones de la estrella también pueden distorsionar las estimaciones de cuánto vapor de agua hay, por ejemplo, en la atmósfera de un planeta. Esto se debe a que las variaciones pueden imitar u ocultar la firma del vapor de agua en el patrón de luz en diferentes longitudes de onda que llega a nuestros telescopios”.
Los investigadores utilizaron 20 años de observaciones del telescopio espacial Hubble, utilizando datos de dos de los instrumentos del telescopio, el Espectrógrafo de Imágenes del Telescopio Espacial (STIS) y la Cámara de Campo Amplio 3 (WFC3). Analizaron los datos de cada planeta de la misma manera, minimizando los errores o sesgos en sus resultados.
¿Qué modelos se ajustan a los datos?
El equipo estudió entonces qué combinación de modelos estelares y atmosféricos se ajustaba a los datos, comparando los modelos que tenían en cuenta la variabilidad estelar y los que no. Descubrieron que los datos de seis de los planetas se ajustaban mejor a los modelos que tenían en cuenta la variabilidad de las estrellas y otros seis planetas podrían haber sufrido una contaminación menor procedente de su estrella anfitriona.
El equipo describió dos formas de evaluar si la variabilidad estelar podría estar afectando a los datos planetarios. El Dr. Saba dijo: “Una es observar la forma general del espectro, es decir, el patrón de luz en diferentes longitudes de onda que ha pasado a través del planeta desde la estrella, para ver si esto puede explicarse solo por el planeta o si se necesita actividad estelar. La otra es tener dos observaciones del mismo planeta en la región óptica del espectro que se toman en diferentes momentos. Si estas observaciones son muy diferentes, la explicación probable es la actividad estelar variable".
Alex Thompson concluyó: "El riesgo de una interpretación errónea es manejable si se utiliza la longitud de onda adecuada. Las observaciones ópticas con longitudes de onda más cortas, como las que se utilizaron en este estudio, son particularmente útiles, ya que es allí donde los efectos de la contaminación estelar son más evidentes".
Referencia de la noticia:
A Population Analysis of 20 Exoplanets Observed from Optical to Near-infrared Wavelengths with the Hubble Space Telescope: Evidence for Widespread Stellar Contamination - IOPscience. Saba, A., Thompson, A., Yip, K.H., Ma, S., Tsiaras, A., Al-Refaie, A.F. and Tinetti, G. 6th February 2025.